Подвижность

В примесных полупроводниках носители заряда рассеиваются не только на фононах, но и на ионизированных атомах примесей. В донорном полупроводнике свободные электроны, движущиеся вблизи электрона примеси, заряженного положительного, изменяют свою траекторию как показано на рисунке.

Чем выше скорость электрона, тем меньше его отклонение. Подвижность обусловлена рассеянием на ионизированной примеси в случае невырожденного электронного газа . В случае вырожденного газа m не зависит от температуры.

Механизм рассеяния играет решающую роль в области низких температур, когда концентрация на фононах мала. При высоких температурах доминирует рассеяние на фононах.

		Зависимость подвижности носителей зарядов от температуры в примесном полупроводнике

Температурная зависимость подвижности для примесного невырожденного полупроводника, учитывающего как рассеяние на ионах, так и то, какой должна быть температурная зависимость элктропроводности примесного полупроводника.

В интервале температур, где концентрация носителей экспоненциально зависит от температуры, s(Т) экспоненциально зависит от температуры, а в области истощения примесей ход кривой s(Т) определяется температурной зависимостью подвижности. Ход температурной зависимости невырожденного полупроводника показан на рисунке.

С увеличением концентрации доноров или акцепторов наклон прямых lns от в области примесной проводимости уменьшается, также уменьшается энергия ионизации примеси.

Полупроводник, в котором энергия ионизации примеси обратилась в 0 называют полуметаллом. В нем концентрация электронов и электропроводность нечувствительны к температуре (кроме области температур, где начинается собственная проводимость).

Эти явления связаны с образованием примесных зон при больших концентрациях примеси.

Если N_d велика, волновые функции электронов, связанных с примесными атомами перекрываются. Это приводит к расщеплению примесных уровней в зону проводимости. С увеличением концентрации примеси эта зона все более расширяется и сливается с зоной проводимости, а энергия ионизации примеси исчезает. В полупроводниках с высоким содержанием примеси, в области низких температур проявляется специфический механизм проводимости по зоне примеси.