Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Introduction-Structure RF.doc
Скачиваний:
44
Добавлен:
04.05.2019
Размер:
5.91 Mб
Скачать

Глава 1. Физические модели полупроводников

Термином "модель" принято обозначать некоторую совокупность идей и представлений, определенную математическую форму. С одной сто­роны, описание с помощью моделей позволяет логически объяснить физи­ческие явления и их свойства, с другой—в некоторых особых случаях модель позволяет открывать новые, ранее не известные факты.

Изучение физики полупроводников базируется на использовании в основном двух дополняющих друг друга моделей: модели ковалентной связи и зонной модели.

Модель ковалентной связи дает возможность получить некоторые качественные пред­ставления о внутренних физических процессах в кри­сталлических твердых телах. Эти сведения необходимы на этапе, предшествующем строгому математическому изучению.

Зонная модель (или модель энергетических зон) принадлежит к числу наиболее часто используемых, поскольку позволяет количественно изучать физические явления в полупроводниках и полупроводниковых устройствах. При элементарном рассмотрении обычно начинают с модели ковалентной связи, а затем переходят к модели энергетических зон. Это позволяет с разных сторон изучать физику движения электронов и дырок — носителей заряда в полупроводнике.

Физико-математическая модель основывается на некоторых физических гипотезах и дает математическую формулировку процессов в полупроводниковых материалах. Она является основным инструментом теоретического исследования.

1.1. Модельные представления о структуре твердых тел

1.1.1. Агрегатные состояния вещества (конспективно)

1) Газообразное вещество

- Нет взаимодействия между молекулами. Хаотичное движение.

- Расстояние между молекулами >> их размеров.

- Изотропность физических свойств (т.е. свойства не зависят от направления).

2) Жидкое состояние

- слабое взаимодействие между молекулами;

- в расположении атомов, молекул есть ближний порядок, но нет дальнего;

- изотропность характеристик.

3) Твердые тела (вещества)

-отличаются значительным взаимодействием между молекулами. По типу строения различают:

(а) Кристаллические твердые тела

- отличаются упорядоченным пространственным расположением атомов (молекул);

- строго определенная температура плавления;

- анизотропия свойств (т.е. механические, физические, тепловые и другие свойства зависят от направления в пространстве).

(б) Аморфные твердые тела (= застывшая жидкость с очень высоким коэффициентом вязкости)

- размытая точка плавления

- изотропность свойств

- отсутствие дальнего порядка в расположении атомов.

4) Особые состояния вещества:

(а) Жидкие кристаллы (будут рассмотрены далее).

(б) Плазма - особое состояние сильно ионизированного газа.

1.1.2. Типы связей в кристаллах (конспективно)

Химическая связь в молекулах и кристаллах определяется строением и свойствами атомов.

Характеристики химической связи:

  • энергия связи (Е, выделяемая при разрыве связи);

  • кратность связи (количество электронных пар, связывающих два атома);

  • длина связи (расстояние между ядрами атомов);

  • элекроотрицательность - способность атома притягивать электроны;

  • полярность связи (смещение электронной пары к одному из атомов = функция элекроотрицательности);

  • направленность связи.

По типу химической связи различают ионную, ковалентную, металлическую, молекулярную (Ван-дер Вальсовскую).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]