200 likes | 359 Views
MIKROELEKTRONIKA 4. 1. Nemlineáris elektromos jelenségek, eszközök 2. Félvezetők optikája, nemegyensúlyi folyamatok, fotovezetés, lumineszcencia, eszközök. Negatív differenciális ellenállás kialakulása (σ d =dI/dV):. Lineáris eset : J= σ E = eµnE,
E N D
MIKROELEKTRONIKA 4. 1. Nemlineáris elektromos jelenségek, eszközök 2. Félvezetők optikája, nemegyensúlyi folyamatok, fotovezetés, lumineszcencia, eszközök
Negatív differenciális ellenállás kialakulása (σd=dI/dV): Lineáris eset : J= σE = eµnE, az elektron termodinamikai egyensúlyban van a ráccsal, az elektromos tér elhanyagolhatóan hat a teljes energiára I E elektromos térben azlszabadúthosszon az elektron eEl energiára tesz szert, amelyet akusztikai fononnak ad át vagy kap ütközések következtében. Viszonylagos energiavesztés: =E/kT. Még nagyobb sebesség –bekapcsolódnak az optikai fononok is, a folyamat telítődik. Az ütközés rugalmas, ha eEl / E 1, ekkor vv0, azaz a pótsebesség kisebb az egyensúlyinál. Ha összemérhető vagy nagyobb – nemlineáris effektus V I, A/cm2 1000 100 10 Ge, 300K 100 1000 V/cm
Mechanizmusok: Ütközési (Avalanche) ionizáció, (E≈ 5 V/cm – az adalékok ionizációja) E Elektrostatikus ionizáció , a potenciális gát csökkenése: Tunelezés : Háromszögű gát áthaladásának valószínűsége: U E 107 V/cm Ed Ec 105 V/cm rm Ev
OVONIC switch Statikus (a) és impulzus karakterisztikák (b) bistabil OVONIC kapcsolóban Statikus (a) és impulzus karakterisztikák (b) monostabil OVONIC kapcsolóban
Zener dióda (stabilitron) C. Zener – az átütés tunelezési mechanizmusa. 5,6 V letörési feszültség, egy másik diódával kompenzált diódában 6,2 V. –akár referencia! Áram, feszültség, hőmérséklet stabilizálás.
Metallization cell memory switch M.Mitkova.
Félvezetők optikája Optikai elnyelés: Bouguer törvénye • Két fontos feltétel: • foton-elektron kölcsönhatásnál marad a teljes energia • E1= E+h • 2. foton-elektron kölcsönhatásnál marad az elektron kvaziimpulzusa • p1=p+hk/2, k – hullámvektor • E=p2/2m*, p=kh/2π I0 IR I1 x I Tehát ha 0, k 0, dielektrikum, az anyag áttetsző, 1+( 1+( n4Eg=77
Lehető elektronátmenetek a félvezetőkben: E Ec Ev Direkt megengedett átmenetek
Nemegyensúlyi folyamatok, fotovezetés Fotovezetés spektruma. Fotovezetés: f =e(n0+n)n +(p0+p)p p-n átmenet, napelem f stac = e α n I / h L Hozam: G=Ifoto/Ifoton Ifoto=e(Iopt/h)(nV/L)
Lumineszcencia, eszközök Hatásfok :=pr / pr+ pnr E Foto- Röntgen- Elektro- Termo- Chemo- nr r Indikátorok, Képernyők, Kimenet: LED, laser, MQWL.
OLED Tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminium (AlQ3)