Електрична провідність в напівпровідниках - це ключова властивість, яка визначає їх корисність в електронних пристроях. Точні розрахунки провідності допомагають в проектуванні матеріалів з бажаними електричними характеристиками. Кілька методів використовуються для оцінки провідності, кожен підходить для різних типів матеріалів і умов.

Методи розрахунку електричної провідності

Найпоширеніший підхід передбачає модель Drude, яка вважає за собою безкоштовні перевезення, які впливають на розсіювання частинок. Цей метод забезпечує базове розуміння провідності на основі концентрацій і рухливості носіїв. До більш розширених методів відносяться рівняння транспорту Boltzmann, які облікові записи для різних механізмів розсіювання та розподілу енергії.

Для прогнозування електронних властивостей з атомних структур застосовуються розрахунки, такі як теорія функціоналу щільності (DFT), також використовуються для прогнозування електронних властивостей з атомних структур. Ці методи інтенсивно аналізуються, але пропонують докладні інсайти в поведінку матеріалу на квантовому рівні.

Кейсінг в напівпровідниковій провідності

У силіконі провідність значно змінюється з рівнем допінгу. Н-тип допінгу вводить додаткові електрони, підвищуючи провідність, при цьому допінг-тип створює отвори, також посилюючи електричний потік. Розрахунок за допомогою рівняння транспорту Boltzmann успішно прогнозували ці варіації.

Галій Арсенал (GaAs) показує більш високу електронну мобільність порівняно з кремнієм. Методи першого курсу використовуються для аналізу структури смуги, що призводить до більш точного прогнозування провідності при різних температурних умовах.

Резюме методів розрахунку

  • Модель Дреза
  • БЦ «Больцман»
  • Функціональна теорія щільності (DFT)