Warum hat das Leitungsband des GaAsGaAs\rm GaAs-Bereichs eine niedrigere potentielle Energie als das Valenzband?

Ich studiere derzeit Physik photonischer Geräte , zweite Ausgabe von Shun Lien Chuang. Kapitel 1.3 Das Gebiet der Optoelektronik sagt Folgendes:

Man kann ein paar Atomlagen davon wachsen lassen A l A S oben auf a G A A S Substrat, dann wachsen abwechselnde Schichten von G A A S Und A l A S . Man kann auch eine ternäre Verbindung wie Al züchten X Ga 1 − X As (wobei der Aluminium-Stoffmengenanteil X kann dazwischen liegen 0 Und 1 ) auf einem GaAs-Substrat und bilden einen Heteroübergang, Abb. 1.6a. Es wurden interessante Anwendungen unter Verwendung von Heterojunction-Strukturen gefunden. Wenn zum Beispiel die breite Bandlücke Al X Ga 1 − X Da durch Donatoren dotiert wird, neigen die freien Elektronen von den ionisierten Donatoren dazu, aufgrund der niedrigeren potentiellen Energie auf dieser Seite in das Leitungsband des GaAs-Bereichs zu fallen, wie das Banddiagramm in Abb. 1.6b zeigt.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Warum hat das Leitungsband des GaAs-Bereichs eine niedrigere potentielle Energie als das Valenzband? Ich würde es sehr schätzen, wenn sich die Leute bitte die Zeit nehmen würden, dies zu erklären.

Antworten (1)

Diese Diagramme zeigen nirgendwo, dass das Leitungsband eine niedrigere Energie hat als das Valenzband. Sie zeigen, dass das Leitungsband in einem Material eine niedrigere Energie hat als das Leitungsband in einem anderen Material in der Nähe.

Durch Anlegen einer externen Spannung ist es möglich, dafür zu sorgen, dass die Leitungsbandkante auf der n-Seite des Übergangs auf einer niedrigeren Energie liegt als die Valenzbandkante auf der p-Seite. In diesem Fall ist die Ursache dafür die angelegte externe Spannung.

Denken Sie daran, dass sich das Fermi-Niveau über dem Übergang ausgleicht, wenn keine Spannung angelegt wird. Damit die Leitungsbandkante auf der einen Seite unter die Valenzbandkante auf der anderen Seite fällt, müssten Sie im Wesentlichen auf beiden Seiten eine degenerierte Dotierung haben - indem Sie die Valenzbandkante auf der p-Seite über das Fermi-Niveau legen und die Leitungsbandkante auf der n-Seite unterhalb des Fermi-Niveaus. In diesem Fall wäre die Ursache der Situation die extrem starke Dotierung auf beiden Seiten der Kreuzung.

Ohhh, ich habe das falsch interpretiert "neige dazu, auf das Leitungsband des zu fallen G A A S Region"; es bezieht sich eigentlich auf die Leitungsbänder der beiden Materialien und nicht auf Leitungsband vs. Valenzband.
Können Sie in diesem Fall bitte erklären, warum die G A A S Region hat eine geringere potentielle Energie?
@ThePointer, wie in Ihrem Diagramm (a) gezeigt, ist die Bandlücke von GaAs kleiner als die Bandlücke von AlGaAs. Beachten Sie jedoch, wie stark sich die cb-Kante verschiebt und wie stark sich die vb-Kante an der Materialgrenze verschiebt. Um herauszufinden, wie viel der Spaltenergiedifferenz von der einen oder anderen Kante stammt, müssen Sie die Austrittsarbeit der beiden Materialien kennen.
Ohh, ich verstehe: Es ist weil Δ E C ist positiv. Ok, jetzt ist es mir klar.
Einige nette Bilder für die Zukunft: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fa/… von en.wikipedia.org/wiki/P –n_junction
Warum hat das Leitungsband des GaAsGaAs\rm GaAs-Bereichs eine niedrigere potentielle Energie als das Valenzband?
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