Сколько атомов содержится в объёмно-центрированной кубической элементарной ячейке?

Элементарная ячейка объемоцентрированной кубической решетки. В этой ячейке имеются узлы кристаллической решетки двух типов: узлы, находящиеся в вершинах куба, и узел, находящийся на пересечении двух пространственных диагоналей куба. Каждый узел в вершинах принадлежит одновременно восьми элементарным ячейкам. Следовательно, на данную элементарную ячейку приходится 1/8 узла. Находящийся на пересечении диагоналей узел целиком находится в ячейке. Так как вершин восемь, то на одну элементарную ячейку в объемоцентрированной решетке приходится всего атомов:

n=1/8*8+1 = 2

Билет 18

Дрейф свободных носителей заряда в электрическом поле.

Если в полупроводнике создано электрическое поле величины Е, то помимо хаотического появляется направленное перемещение носителей заряда, называемоедрейфом.Скоростьдрейфа,v_др, – это скорость, направленная вдоль вектора напряженности электрического поля, усредненная по всем носителям заряда одного знака (электронами или дырками).

Оценить среднюю скорость дрейфа можно исходя из формулы v_др=a t_п, гдеа– ускорение, приобретаемое электроном между столкновениями. Среднее ускорение электрона можно рассчитать, используя второй закон Ньютона

,

где qE=F– сила, действующая на электрон со стороны поля.

Подставив это выражение в формулу для скорости дрейфа, получаем

. (3.1)

В формуле (3.1) величина называетсяподвижностью носителей заряда. Таким образом, подвижность носителей заряда обратно пропорциональна эффективной массе носителейmи прямо пропорциональна времени свободного пробегаt_п.

Поскольку скорость дрейфа v_др=μЕ, то значение подвижности можно рассчитать по формуле

, м²/В·с. (3.2)

Иначе говоря, подвижность носителей заряда – это скорость дрейфа, приобретаемая свободными носителями в электрическом поле напряженности Е=1 В/м.

Оценка величины подвижности электрона μ в кристаллической решетке по формуле (3.1) дает следующее значение:

м²/В·с.

Поскольку в полупроводниках существуют два вида носителей заряда с различными эффективными массами, то различают подвижность электронов m_nи подвижность дырокm_p. Подвижность электронов в кремнии по различным данным составляет (0,14...0,19) м²/(В×с), а в арсениде галлия – (0,93...1,1) м²/(В×с). Подвижность дырок оказывается значительно меньшей и равной (0,04...0,05) м²/(В×с) для кремния и германия и 0,045 м²/(В×с) для арсенида галлия, что объясняется меньшим временем .