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lzf_12266

金虫 (正式写手)

[求助] 费米能级钉扎实现

关于费米能级钉扎。
1  什么叫“费米能级钉扎”,如何做到?
2  怎样利用晶体中缺陷对费米能级进行钉扎。

问的可能不够专业,大概意思就是这样。
关键是第二个问题。
贵在坚持,持之以恒
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zhaohaixing

荣誉版主 (著名写手)

心静、静心

【答案】应助回帖

lzf_12266(金币+4, 博学EPI+1): 2011-05-09 21:12:47
费米能级钉扎效应是半导体物理中的一个重要概念。本来半导体中的Fermi能级是容易发生位置变化的。例如,掺入施主杂质即可使Fermi能级移向导带底,半导体变成为n型半导体;掺入受主杂质即可使Fermi能级移向价带顶,半导体变成为p型半导体。但是,若Fermi能级不能因为掺杂等而发生位置变化的话,那么就称这种情况为费米能级钉扎效应。在这种效应起作用的时候,往半导体中即使掺入很多的施主或者受主,但不能激活(即不能提供载流子),故也不能改变半导体的型号,也因此难于通过杂质补偿来制作出pn结。
产生费米能级钉扎效应的原因,与材料的本性有关。宽禁带半导体(GaN、SiC等)就是一个典型的例子,这种半导体一般只能制备成n型或p型的半导体,掺杂不能改变其型号(即Fermi能级不能移动),故称为单极性半导体。一般,离子性较强的半导体(如Ⅱ-Ⅵ族半导体,CdS、ZnO、ZnSe、CdSe)就往往是单极性半导体。这主要是由于其中存在大量带电缺陷,使得费米能级被钉扎住所造成的。正因为如此,采用GaN来制作发兰光的二极管时,先前就遇到了很大的困难,后来通过特殊的退火措施才激活了掺入的施主或受主杂质,获得了pn结——制作出了发兰色光的二极管。
非晶态半导体也往往存在费米能级钉扎效应。制作出的非晶态半导体多是高阻材料,Fermi能级不能因掺杂而移动,这也是由于其中有大量缺陷的关系。
此外,半导体表面态密度较大时也往往造成费米能级钉扎效应。这在M-S系统和MOS系统中起着重要的作用。
学会选择,懂得放弃,有信心不一定会赢,没信心一定会输
2楼2011-05-09 11:13:41
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