Инжекция носителей заряда. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Инжекция носителей заряда - увеличение концентрации носителей заряда в полупроводнике (диэлектрике) в результате переноса носителей током из областей с повыш. концентрацией (металлич. контактов, гетеропереходов)под действием внеш. электрич. поля. И. н. з. приводит к нарушению термодинамич. равновесия электронной системы в полупроводнике. Инжектированные носители обычно термализуются за время, малое по сравнению со временем жизни носителей, так что нарушенным оказывается лишь концентрационное равновесие (см. Квазиуровни Ферми). Инжекция осн. носителей происходит, напр., при подаче обратного смещения на р-n-переход, если у катода имеется слой, обогащённый осн. носителями (см. Контактные явления в полупроводниках ).При этом в образце появляется пространств, заряд, препятствующий дальнейшему поступлению носителей из обогащённого слоя. Плотность j стационарного тока определяется условием, что падение напряжения внутри образца, обусловленное пространств, зарядом, уравновешивается внеш. напряжением U (закон Мотта):

Здесь s₀ - электропроводность образца в. отсутствие И. н. з., m - подвижность инжектированных носителей, t=e/4ps₀ - время релаксации, е - диэлектрич. проницаемость, L - длина образца в направлении тока. Линейный закон Ома переходит в квадратичный закон Мотта при t_пр~t, где t_пр=L²/mU - время пролёта носителей между электродами. При большом приложенном напряжении (1) опять переходит в закон Ома, но с гораздо большей электропроводностью. При этом образец заполняется инжектированными носителями с практически постоянной по объёму концентрацией, равной граничной концентрации n_гр в обогащённом слое в отсутствие тока. Установление омического режима происходит, когда t_пp становится сравнимым с t=e/4pеmn_гр. При наличии в образце т. н. ловушек (см. Захват носителей заряда)с концентрацией, превышающей концентрацию осн. носителей, инжектированные носители сначала почти все захватываются ловушками и концентрация носителей в образце практически не увеличивается. Это приводит к удлинению первого омического участка вольт-амперной характеристики (ВАХ) и резкому скачку в конце его (заполнение всех ловушек), за к-рым следует квадратичный участок ВАХ. Двойная (биполярная) инжекция осн. носителей возникает, когда электроны и дырки инжектируются с противоположных электродов и движутся навстречу. Т. к. они могут нейтрализовать друг друга, то ток ограничивается лишь рекомбинацией носителей заряда и обычно гораздо больше тока монополярной И. н. з. в том же кристалле. Захват носителей ловушками при двойной инжекции может приводить к появлению отрицательного дифференциального сопротивления (S-образной ВАХ). Инжекция неосновных носителей происходит при подаче прямого смещения на р-n-nереход, гетеропереход или контакт металл - полупроводник вследствие уменьшения разности потенциалов на контакте. Инжектированные неосновные носители проникают в полупроводник на глубину, определяемую рекомбинацией; она по порядку величины совпадает с диффузионной длиной в слабых внеш. полях и с дрейфовой длиной (см. Дрейф носителей заряда)в сильных полях. Инжекция неосновных носителей лежит в основе действия полупроводникового диода, транзистора и др. полупроводниковых приборов. Изучение стационарных и переходных процессов И. н. з. позволяет исследовать подвижности носителей, а также определить концентрации, энергетич. положения и сечения захвата примесных центров в высокоомных полупроводниках и диэлектриках. Прохождение инжекционных токов является одним из механизмов переноса заряда в тонких диэлектрич. плёнках.

Знаете ли Вы, в чем ложность понятия "физический вакуум"?

Физический вакуум - понятие релятивистской квантовой физики, под ним там понимают низшее (основное) энергетическое состояние квантованного поля, обладающее нулевыми импульсом, моментом импульса и другими квантовыми числами. Физическим вакуумом релятивистские теоретики называют полностью лишённое вещества пространство, заполненное неизмеряемым, а значит, лишь воображаемым полем. Такое состояние по мнению релятивистов не является абсолютной пустотой, но пространством, заполненным некими фантомными (виртуальными) частицами. Релятивистская квантовая теория поля утверждает, что, в согласии с принципом неопределённости Гейзенберга, в физическом вакууме постоянно рождаются и исчезают виртуальные, то есть кажущиеся (кому кажущиеся?), частицы: происходят так называемые нулевые колебания полей. Виртуальные частицы физического вакуума, а следовательно, он сам, по определению не имеют системы отсчета, так как в противном случае нарушался бы принцип относительности Эйнштейна, на котором основывается теория относительности (то есть стала бы возможной абсолютная система измерения с отсчетом от частиц физического вакуума, что в свою очередь однозначно опровергло бы принцип относительности, на котором постороена СТО). Таким образом, физический вакуум и его частицы не есть элементы физического мира, но лишь элементы теории относительности, которые существуют не в реальном мире, но лишь в релятивистских формулах, нарушая при этом принцип причинности (возникают и исчезают беспричинно), принцип объективности (виртуальные частицы можно считать в зависимсоти от желания теоретика либо существующими, либо не существующими), принцип фактической измеримости (не наблюдаемы, не имеют своей ИСО).

Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.

Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.

Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.

Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

Инжекция носителей заряда

Литература по инжекции носителей заряда