LFE8731

   載流子能級和陷阱能級

   非金屬材料中,載流子濃度和遷移率情況非常復雜,上述的Dmde公式不再適用。研究非金屬材料的導電性,必須考慮以下因素:

    非金屬材料中本征載流子濃度很低,高導電性的非金屬材料必須通過形成非本征載流子實現。因此,這些材料在導電時,通常存在空間電荷和接觸電勢。對于非本征載流子的獲得,無機半導體主要通過摻雜方式,有機半導體主要通過電極注人或者摻雜。這些非本征載流子使材料中存在過剩電荷,導致了空間電荷的形成。材料內部的空間電荷分為移動和束縛兩類,二者的濃度強烈依賴于溫度和電場強度。移動電荷對電流和材料內部的電場分布都有貢獻;而束縛電荷只影響材料的內部電場,對電流沒有貢獻。另外,在電荷注人的接觸界面經常產生不確定的電勢降。總之,由于空間電荷和接觸電勢的存在,使非金屬材料的∴/曲線通常不是線性關系,歐姆定律也通常不能適用。

    與金屬材料中分布在費米能級附近的、以能帶模式輸運的電子載流子不同,非金屬材料中既有電子載流子,又有空穴載流子,它們分別分布在導帶(最低空置軌道)能級或者價帶(最高填充軌道)能級附近,如圖2.”(b)~(c)所示。此外,這些非金屬材料中還有可能存在陷阱能級(圖2.72(d))。