Занятие 13

11. Некристаллические полупроводники

Аморфные и стеклообразные полупроводники. Структура атомной матрицы некристаллических полупроводников. Идеальное стекло. Гидрированные аморфные полупроводники.

Особенности электронного энергетического спектра неупорядоченных полупроводников. Плотность состояний. Локализация электронных состояний. Щель подвижности.

Легирование некристаллических полупроводников.

Механизмы переноса носителей заряда. Прыжковая проводимость. Закон Мотта.

Спектры оптического поглощения некристаллических материалов. Правило Урбаха.

Нестационарные процессы. Определение дрейфовой подвижности по измерениям времени пролета. Дисперсионный перенос.

Влияние внешних воздействий на свойства некристаллических полупроводников. Метастабильные состояния.

13. Принципы действия полупроводниковых приборов

Вольтамперная характеристика p-n перехода. Приборы с использованием p-n переходов.

Туннельный диод. Диод Ганна. Биполярный транзистор. Тиристор.

Энергетическая диаграмма структуры металл-диэлектрик-полупроводник (МДП). Полевые транзисторы на МДП-структурах. Приборы с зарядовой связью.

Шумы в полупроводниковых приборах.

Фотоэлементы и фотодиоды. Спектральная чувствительность и обнаружительная способность. Полупроводниковые детекторы ядерных излучений. Фотоэлектрические преобразователи, КПД преобразования.

Светодиоды и полупроводниковые лазеры. Инжекционные лазеры на основе двойной гетероструктуры.

Использование наноструктур в полупроводниковых приборах. Гетеротранзистор с двумерным электронным газом (HEMT). Гетеролазеры на основе структур с квантовыми ямами и квантовыми точками. Резонансное туннелирование в двухбарьерной гетероструктуре и резонансно-туннельный диод. Оптический модулятор на основе квантово-размерного эффекта Штарка.

Литература

для подготовки к кандидатским экзаменам по специальностям

"Физика полупроводников" и "Физика конденсированного состояния"

1. Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С.Г. Физика полупроводников. М.: Наука, 1977.

2. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978.

3. Займан Дж. Принципы теории твердого тела. М.: Мир, 1974.

4. Ашкрофт Н., Мермин Н. Физика твердого тела. Т. I, II. М.: Мир, 1979.

5. Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников. М.: Наука, 1978.

6. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1973.

7. Grundmann M. The Physics of Semiconductors.

8. Мосс Т., Баррел Г., Эллис Б. Полупроводниковая оптоэлектроника. М., Мир, 1976.

9. Ридли Б. Квантовые процессы в полупроводниках. М.: Мир, 1986.

10. Гантмахер В.Ф., Левинсон И.Б. Рассеяние носителей тока в металлах и полупроводниках. М.: Наука, 1984.

11. Левинштейн М.Е., Симин Г.С. Барьеры. М.: Наука, 1987. Библиотечка "Квант", вып. 65.

12. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. М.: Высшая школа, 1990.

13. Каганов М.И. Электроны, фононы, магноны. М.: Наука, 1979.

14. Эдельман В.С. Вблизи абсолютного нуля. М.: Наука, 1983. Библиотечка "Квант", вып. 26.

15. Херман М. Полупроводниковые сверхрешетки. М., Мир, 1989.

16. Зенгуил Э. Физика поверхности. М., Мир, 1990.

17. Молекулярно-лучевая эпитаксия и гетероструктуры, под ред. Э. Ченга и К. Плога. М., Мир, 1989.

18. Кардона М., Ю П. Основы физики полупроводников. М.: Физматлит, 2002.

19. Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М., Наука, 1977.

20. Пихтин А.Н. Оптическая и квантовая электроника.

21. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. М., 1963.

22. Гантмахер В.Ф. Электроны в неупорядоченных средах. М.: Физматлит, 2003, 2005.

1 Говорим для определенности об электронах; те же рассуждения справедливы для дырок.

2 Бывают исключения: например, на поверхности n-InAs спектр поверхностных состояний устроен таким образом, что на поверхности возникает слой обогащения.

3 В литературе есть разночтения и путаница в названиях электрооптических и магнетооптических эффектов, поэтому не удивляйтесь, если встретите другие определения эффектов Поккельса и Керра.

29