Контактные явления

1)Контакт полупроводника и вакуума (воздуха)

Здесь возникает 3 явления, ведущие к их появлению добавочных энергетических уровней, что искажает

спектр

а) уровни которые появляются из-за нарушения периодичности атомов на поверхности полупроводника. Эти добавочные энергетические уровни получили

название уровней Тамма. Количество этих нарушений

порядка 10¹⁵ (MAX) на м² .

Т. е это достаточно много и может возникнуть зона

уровней Тамма расположенная в запретной зоне.

б) уровни Шоккли – они возникают из-за

нескомпенсированности энергетических уровней

на поверхности кристалла

в) на поверхности кристалла оседают атомы

2)Контакт металл – металл

A₂ = E*U₂

A₁ = E*U₁

41

Вольт установил, что при контакте двух металлов возникает контактная разность потенциалов.

Вольт установил ряд вольта K, Na, Al, Zn…Cu, Ag, Au,

Pt, Pd – в этом ряду предыдущий металл заряжается положительно по отношению к последующему и чем дальше в ряду находится элемент, тем контактная разность потенциалов больше

Причины возникновения контактной разности потенциалов:

а) различие в работах выхода;

б) различие в концентрации носителей в контактирующих металлах

а) Из – за этого электроны начинают перетекать от | к

||, пока энергии Ферми не выровняются. Тогда на |

будет «-», на || - «+». Возникает двойной электричес-

кий слой – а значит и поле, препятствующее дальней-шему перетеканию электронов.

А₁-А₂=е*(U₁ – U₂); U₁ – U₂=(A₁ – A₂)/e,

где U₁ – U₂=ΔU₁. ΔU₁ –в работах выхода

б) Пусть в || концентрация электронов больше, чем в |

P=n₀*k*T;

dP=k*T*dn₀ – приведёт к тому, что электроны будут перетекать и возникнет электрическая сила

F=dQ*E

k*T*dn₀=n₀*e*dU;

контактная разность

потенциалов обусловленная различием в концентрации носителей в контактирующих металлах

Если на контактах создать разную

температуру возникает термо ЭДС.

Т₁ Т₂

Это широко используется в различных областях.

Используется в качестве сборника лучистого излуче-

ния, для создания термопары.

Переходный слой на контакте двух металлов

На контакте двух металлов возникает двойной электрический слой 42

;

где С – емкость конденсатора

пусть ε=1, S=1, ΔU=1B

Столько электронов будет приходиться на 1 контактной поверхности

будет в 1 м³

n₀ ≈10¹⁹

За счёт изменения числа электронов на контакте воз-никла контактная разность потенциалов порядка 1 В.

Количество электронов изменяется на 2%. Поэтому проводимость контакта двух металлов изменится незначительно.

3)Контакт металла и полупроводника

На этом контакте то же возникает разность потенциа-

лов порядка 1В

1)Пусть работа выхода из металла будет больше чем

работа выхода из полупроводника. Электроны будут

перетекать из полупроводника в металл.

Чтобы создать разность потенциалов 1В должно пе-

рейти электронов 2*10¹⁷ м ^-2

В 1 м³ полупроводника находится 10²¹ м^-3 а на 1 м² поверхности 10¹⁴ м^-2

При возникновении такого контакта будут взяты электроны из 2*10³ слоёв, т.е. более 1000 слоев будут лишены электронов. Так возникает непроводящий запорный слой. Такой контакт называется переходом Шотки, на его основе изготавливаются диоды Шотки

Δ*U= - ρ/ε_A уравнение Пуассона

- изменение потенциала на длины взятого

со знаком «-» в направлении перпендикулярному эквипотенциальным поверхностям в сторону убывания потенциала

где i, j, k – орты

разделим левую и правую часть на объём (V) ограниченный поверхностью S и устремим его к 0.

Поток вектора электромагнитной индукции через век-

тор S равен сумме зарядов, заключённых в объеме, 43 окружённом этой поверхностью.

- дивергенция D характеризует поле в точке – предел отношения потока вектора электромагнитной индукции через площадь S к объёму, который ограни-

чен этой поверхностью, когда последний стремится к 0

- скалярное произведение