| 查看: 5899 | 回复: 12 | ||||
[交流]
看了这个终于搞清楚了什么是简并和非简并，本人正在学半导体物理，欢迎交流 已有9人参与
|
||||
|
（什么是简并？什么是非简并？什么时候才出现简并？） 简并（或者退化）系统也就是表现出显著量子效应的量子系统，出现量子效应时的温度称为简并温度（退化温度）。相反，不呈现量子效应的系统就是非简并系统。 （1）电子简并态的概念有三个方面的具体含义： ① 具有相同能量的多个态，即为简并状态（简并态）。例如Si半导体的价带顶附近处，轻空穴带和重空穴带重叠——简并，则有的轻空穴态与重空穴态具有相同的能量，它们就是简并态。 ② 电子状态的简并，从本质上来说，也就意味着是量子效应起作用的情况；同时，这也就意味着是需要考虑泡里不相容原理限制的情况。 ③ 从电子按能量的分布来说，简并载流子遵从F-D分布函数，而非简并载流子遵从B-E分布函数。这是量子效应的直接结果。因此对于非简并载流子可以简单地采用经典统计分布函数来讨论，但是对于简并载流子则必须采用复杂的量子统计分布函数来讨论。其中载流子遵从经典的Boltzmann统计分布的半导体就是非简并半导体。 对于导电的载流子——自由的电子和空穴，简并状态的概念也同样适用。 具有简并状态的载流子就是简并载流子，相应的材料即为简并材料。 所有金属中载流子的状态就具有以上三个方面的含义，因此其中的载流子都是简并载流子，从而金属也就必然是简并材料。 与简并态相反意义的状态，就是所谓非简并状态，相应的载流子和材料就是非简并载流子和非简并材料。 （2）半导体简并化的条件： 对于半导体，其中的载流子在以下三种情况下容易出现简并： ① 载流子浓度很高。半导体中的载流子浓度越大，则当电子只占据导带底附近的一些能级、空穴只占据价带顶附近的一些能级时，就需要考虑泡里不相容原理的限制，即必须认为这些载流子应该遵从量子的统计分布——F-D分布； 一是掺杂浓度较低，半导体中的载流子浓度不大，则电子只占据导带底附近的一些能级，空穴只占据价带顶附近的一些能级，不需要考虑泡里不相容原理的限制，即可认为这些载流子遵从经典的统计分布；例如n型半导体，当掺杂浓度很高时，导带中的载流子——电子的浓度很大，不可能所有的电子都分布在最低的若干个能级上，这时就需要考虑泡里不相容原理的限制——一条能级上只能有自旋相反的两个电子。这时的电子就称为是简并载流子，相应的半导体就称为简并半导体。否则，当掺杂浓度很低时，电子数量不多，则不需要考虑泡里不相容原理的限制，则为非简并状态。 ② 温度较低。 温度较高，则载流子的能量相应的较大，载流子所能够占据的能级数目较多，这时即使半导体中有较多的载流子，但是这些载流子可以在许多能级中分布，所以也不需要考虑Pauli不相容原理的限制，因此也可以看成为经典的载流子。 这就是说，低掺杂的半导体和较高温度下的半导体，都可以认为是非简并半导体。 ③ 有效质量m*较小。 载流子的有效质量m*较大，这种载流子的de Broglie波的波长l= h/(2m*E)1/2较短，波动性不明显，则可看成为经典的载流子，它们遵从经典的统计分布。 总之，在三个以上条件下，载流子即容易出现量子特性，这时的载流子就是简并载流子。 以简并载流子导电为主的半导体就是简并半导体，否则，若是以非简并载流子导电为主的半导体就是非简并半导体。 前两种情况是可以人为控制的。所以，低掺杂的半导体或者高温下的半导体，都将是非简并半导体 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 paper |
» 猜你喜欢
请问共同通讯和共同一作的认可度问题
已经有4人回复
-
286分调剂
已经有22人回复
-
材料调剂
已经有4人回复
-
085600 295分求调剂
已经有19人回复
-
材料调剂
已经有4人回复
-
302求调剂一志愿华中师范大学
已经有3人回复
-
环境285分，过六级，求调剂
已经有5人回复
-
08工科求调剂290分
已经有8人回复
-
321求调剂 一志愿 浙江工业大学生物医药
已经有4人回复
-
266分，一志愿电气工程，本科材料，求材料专业调剂
已经有4人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
» 本主题相关价值贴推荐，对您同样有帮助:
- 刘恩科半导体物理的几点疑问（简并半导体的载流子浓度）
已经有6人回复
wh1125
木虫 (正式写手)
- 应助: 10 (幼儿园)
- 金币: 3078.9
- 红花: 5
- 帖子: 499
- 在线: 432.2小时
- 虫号: 417863
- 注册: 2007-07-02
- 性别: GG
- 专业: 集成电路设计与测试
2楼2013-06-09 18:44:33
wq648264259
木虫 (小有名气)
- 应助: 1 (幼儿园)
- 金币: 2860.1
- 帖子: 180
- 在线: 160.4小时
- 虫号: 1881669
- 注册: 2012-07-06
- 性别: GG
- 专业: 光学
3楼2013-06-09 19:23:07
4楼2013-06-10 17:31:25
5楼2013-06-10 17:31:35
6楼2013-06-10 17:31:41
cznwlxx
木虫 (著名写手)
- 应助: 16 (小学生)
- 金币: 2526.9
- 红花: 12
- 帖子: 1221
- 在线: 122.7小时
- 虫号: 1120713
- 注册: 2010-10-12
- 专业: 计算机软件
7楼2013-07-01 08:26:33
8楼2013-07-03 12:10:17
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
|
最近遇到了一个问题想请教楼主，对于简并的N型半导体和简并的p型半导体构成的隧道结是否有一些直接的表征手段呢，我是化学背景的，不是很懂 http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=6088097&fpage=1 |
9楼2013-07-05 10:22:35
10楼2015-05-29 23:08:01
10