39. Контактные явления в полупроводниках. Омические и вентильные контакты.

- неравновесные электронные явления, возникающие при прохождении электрич. тока через контакт полупроводника с металлом или электролитом или через контакт двух различных полупроводников (гетеропереход )либо через границу двух областей одного и того же полупроводника с разным типом носителей заряда (см. р - п-переход )и разной их концентрацией.

Рис. 1. Изгиб зон на контакте металл - электронный полупроводник с запорным слоем: - уровень Ферми;   - край зоны про   водимости;   край валентной зоны.

Приведение в контакт двух разл. материалов сопровождается перетеканием носителей (для определённости электронов) из одного в другой и образованием контактной разности потенциалов V_K. Напряжённость поля контактной разности потенциалов плавно убывает в глубь полупроводника, вызывая приконтактный изгиб краёв энергетич. зон (валентной зоны и зоны проводимости). Направление изгиба и его величина зависят от знака и величины V_K,определяемой разностью работ выхода, а также от знака и концентрации локализованных на поверхности раздела зарядов 

Омический контакт — контакт между металлом и полупроводником или двумя полупроводниками, характеризующийся линейной симметричной вольт-амперной характеристикой (ВАХ). Если ВАХ является асимметричной и нелинейной, контакт является не омическим, а выпрямляющим, например контактом с барьером Шоттки, на основе которого создан диод Шоттки. В модели барьера Шоттки, выпрямление зависит от разницы между работой выхода металла и электронного сродства полупроводника. В производстве полупроводниковых приборов и устройств (интегральных схем), для создания омического контакта, подконтактый регион дополнительно легируют (например n⁺ легирование для для пластин кремния n-типа и алюминиевых контактных площадок). При этом толщина области пространственного заряда барьера становится настолько малой, что через нее возможно туннелирование носителей заряда (полевая эмиссия). Такие сильно легированные области структуры обычно обозначают p⁺или n⁺.

40. Ферромагнитные состояния в материалах и их намагничиваемость.

Ферромагнитное состояние - явление кван-товомеханическое, не имеющее классического аналога.

Ферромагнитное состояние в зонной теории характеризуется сдвигом подзон с разными направлениями спина на величину обменного расщепления ДЕ. Но чем вызвано такое расщепление и почему оно наблюдается только у избранных Зс. Рассмотрим простейший вариант стонеровской модели коллективизированных электронов в металле и получим необходимое условие существования ферромагнетизма в идеальном Ферми-газе.

Ферромагнитное состояние возникает в некоторых парамагнитных веществах при понижении температуры. 

Возникновение ферромагнитного состояния при понижении температуры обусловлено тем, что при высоких температурах атомные магнитные моменты ( спины) образуют хаотическую систему и их суммарный магнитный момент равен нулю. Поэтому при высоких температурах макроскопическая намагниченность в такой системе отсутствует. При понижении температуры магнитные моменты атомов выстраиваются в упорядоченную систему с параллельными, одинаково направленными магнитными моментами. Это означает, что парамагнитное состояние переходит в ферромагнитное, которое характеризуется определенной величиной намагниченности. 

Характерным свойством ферромагнитного состояния вещества является наличие спонтанной намагниченности без приложения внешнего магнитного поля. Однако магнитный поток такого тела будет равен нулю, так как направления магнитных моментов отдельных доменов получаются самые различные.

При переходе в ферромагнитное состояние появляется макроскопический магнитный момент - за счет упорядочения магнитных моментов атомов. Выше температуры перехода они смотрят в разные стороны, а суммарный магнитный момент равен нулю. Направление, полного магнитного момента нарушает симметрию кристалла. В точке перехода магнитный момент еще равен нулю, возникла только возможность нарушения симметрии, но с понижением температуры он растет и достигает своего максимального значения при температуре, равной абсолютному нулю. Магнитные моменты атомов при абсолютном нуле температуры полностью упорядочены.