17. Halbleiter (I) 1 Prof. Beatriz Roldán Cuenya

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Herta Siegel
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1 7. Halblitr (I) Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d

2 ifüru ltrori Spzifiscr Widrstad bi Rautpratur: Mtall Halblitr Isolator -6 c c 4 - c stit it fällt it -- Litusbad L F adlüc V Valzbad Rupfltro Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

3 adlüc Dirt adlüc: Di idrist ri i Litusbad ( Litusbadat ) ud di öcst ri i Valzbad ( Valzbadat ) tsprc d lic Wllvtor. Idirt adlüc: Di Litusbadat ud di Valzbadat ab utrscidlic -Wrt. Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

4 ilitfäiit (itrisisc Litfäiit σ i ) Litusbad (lr) Valzbad (voll) (= K) (= K) Si.7 V. V G.75 V.67 V i : Isolator Mit stidr pratur wrd ltro vo Valzbad is Litusbad trisc art. Sowol di ltro i Litusbad als auc di ubstzt Nivaus (Löcr) tra zur ltrisc Litfäiit bi. 4 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

5 xpritll stiu dr adlüc (I): rasport lo stiu dr adlüc übr Mssu ds Widrstads (rasportiscaft) Spzifiscr Widrstad: ρ = ρ ltrisc Litfäiit: σ = σ / 5 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

6 xpritll stiu dr adlüc (II) : Optisc Absorptio stiu dr adlüc übr Mssu dr optisc Absorptio bi dirt adübra: d rasissiositsität: I I I l I I Prob I Moocroator albdurclässir Spil Dttor Absorptiosoffizit: s ilt: α A adstrutur vo GaAs: dirt adlüc d d I l I ν, (A: Kostat) Dar: l I I = αd = Ad ν = = Ad =ħw 6 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

7 xpritll stiu dr adlüc (III) : Optisc Absorptio stiu dr adlüc übr Mssu dr optisc Absorptio bi idirt adübra: adstrutur vo Si, G: idirt adlüc ħw Po Wil: Lict, uss dr Ipuls durc das Poo lifrt wrd Dirtr Übra: Idirtr Übra: Absorptiosat bi: Lict = Absorptiosat bi: Lict = ħ (Poo) 7 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

8 xpritll stiu dr adlüc (IV) : Optisc Absorptio I l I ds idirt Übras ħω + ħω (a bi = ict auftrt, da P =) K C Si G ISb GaAs i V adlüc id. id. id. dir. dir. 8 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

9 risc Aru vo ltro L V? F =? f() Wi sit di Frivrtilu bi > aus? Wo lit das Fri-Nivau? Wi ät di Fri-ri it dr adlüc ud d adat zusa? 9 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

10 Zal dr trisc art ltro is Litusbad Fri-Dirac-Vrtilu: f : ciscs Pottial (s. Vorlsu ) Für das Litusbad ilt: Warscilicit, dass Zustad i Litusbad bstzt ist: f tsprict dr oltza-statisti Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

11 Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d Azaldict dr ltro i Litusbad: V D d d f D V Substitutio: dx d d dx x ; ; Disprsiosrlatio: Zustadsdict: L ff x N dx x / Zustadsdict dr ltro i Litusbad

12 fftiv Zustadsdict dr ltro i Litusbad D () f () D () f () N L ff Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

13 Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d Azaldict dr Löcr i Valzbad: f f V D Für V ff N d f D V p L V - Frivrtilu für di Löcr i Valzbad: Zustadsdict für Löcr i Valzbad: D () Azaldict dr Löcr i Valzbad

14 fftiv Zustadsdict dr Löcr i Valzbad D () f () D () f () p N V ff 4 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

15 Zustadsdict vo ltro ud Löcr D () f () f () D () F v f () D () D () f () D() / 5 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

16 Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d V ff L ff N N p 4 p Das Produt p ät ur vo dr rilüc ud dr pratur ab. Sofr dis ostat sid, ilt: p ostat Masswirusstz 6

17 Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d i itrisisc (udotirt) Halblitr tstt für jds ltro i Litusbad i Loc i Valzbad: l F für: l 4 Für: = ud/odr:, lit das Friivau bi dr Hälft dr adlüc. p Masswirusstz für istrisisc Halblitr 7

18 Ciscs Pottial ud Friivau : ri, vo dr aus di Aru vo ltro, bzw. vo Löcr scibar rfolt. L V > = F f() risc rzut Ladusträr: p ~ F 8 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

19 Kosquz dr ri Zal vo Ladusträr Gri Zal vo Ladusträr i Halblitr üt äruswis dr oltza-statisti. Litusbad lässt sic foral als Potzialtopf auffass, bi d das Fri-Nivau F (» ) wit utralb ds Pottialtopfbods (bi bzw. L ) lit. Scribwis it d fftiv tpraturabäi Zustadsdict N ff L ud N ff V lässt di foral Itrprtatio zu, dass a sic das sat Litusbad bzw. das Valzbad als i izis riivau L bzw. V caratrisirt d a. Näru dr Nicttartu 9 Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

20 Litfäiit ud wlicit ltrisc Litfäiit dr ltro ud Löcr: p wlicit dr ltro ud Löcr (Driftscwidiit/Fldstär): Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d, : Stoßzit praturabäiit vo wird vo d Koztratio dr ltro ud dr Löcr p doiirt. Di wlicit μ bzw. μ ist auc i Futio vo : z.. G: μ ~.7, μ ~. K (c /Vs) Si G ISb GaAs ACl Kr (K) Cu

21 praturabäiit dr Litfäiit lo Mit: p ud: p N L ff N V ff folt: Stiu / / Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

22 wlicit ud Krüu dr ädr ~ li Krüu li wlicit roß Krüu ross wlicit star rüt ädr li fftiv Mass, o wlicit ri rüt ädr ross fftiv Mass, li wlicit Halblitr wrd rst durc Dotir wirlic itrssat. Si äcst Ltio. Prof. atriz Roldá Cuya atriz.rolda@rub.d ttp://p4.rub.d

23 Prof. atriz Roldá Cuya ttp://p4.rub.d p p Zusafassu p / lo Stiu / Litfäiit:

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