Почему зона проводимости области GaAsGaAs\rm GaAs имеет меньшую потенциальную энергию, чем валентная зона?

В настоящее время я изучаю физику фотонных устройств , второе издание Шун Лиен Чуанг. В главе 1.3 «Область оптоэлектроники» говорится следующее:

Можно вырастить несколько атомных слоев А л А с на вершине г а А с субстрат, затем выращивайте чередующиеся слои г а А с и А л А с . Можно также вырастить тройное соединение, такое как Al. Икс Га 1 − Икс As (где мольная доля алюминия Икс может быть между 0 и 1 ) на подложке GaAs и образуют гетеропереход, рис. 1.6а. Интересные приложения были найдены с использованием гетеропереходных структур. Например, когда широкая запрещенная зона Al Икс Га 1 − Икс При легировании донорами свободные электроны от ионизированных доноров имеют тенденцию попадать в зону проводимости области GaAs из-за более низкой потенциальной энергии на этой стороне, как показано на зонной диаграмме на рис. 1.6b.введите описание изображения здесь

Почему зона проводимости области GaAs имеет меньшую потенциальную энергию, чем валентная зона? Я был бы очень признателен, если бы люди нашли время, чтобы объяснить это.

Ответы (1)

Эти диаграммы нигде не показывают, что зона проводимости имеет более низкую энергию, чем валентная зона. Они показывают, что зона проводимости имеет более низкую энергию в одном материале, чем зона проводимости в другом соседнем материале.

Можно, прикладывая внешнее напряжение, сделать так, чтобы край зоны проводимости на n-стороне перехода имел более низкую энергию, чем край валентной зоны на p-стороне. В этом случае причиной является приложенное внешнее напряжение.

Помните, что если нет приложенного напряжения, то уровень Ферми выравнивается на переходе. Таким образом, чтобы край зоны проводимости с одной стороны был ниже края валентной зоны с другой, вам, по сути, необходимо иметь вырожденное легирование с обеих сторон — поместить край валентной зоны на p-сторону выше уровня Ферми и край зоны проводимости на n-стороне ниже уровня Ферми. В этом случае причиной ситуации будет чрезвычайно сильное легирование с обеих сторон перехода.

Ооо, я неправильно истолковал "имею тенденцию падать в полосу проводимости г а А с область»; на самом деле это относится к зонам проводимости двух материалов, а не к зоне проводимости против валентной зоны.
В таком случае не могли бы вы объяснить, почему г а А с область имеет более низкую потенциальную энергию?
@ThePointer, на вашей диаграмме (а) показано, что ширина запрещенной зоны GaAs меньше ширины запрещенной зоны AlGaAs. Но обратите внимание, насколько смещается ребро cb и насколько смещается ребро vb на границе материала, не равны. Чтобы выяснить, какая часть разницы в энергии зазора приходится на тот или иной край, вам необходимо знать работу выхода двух материалов.
О, я вижу: это потому, что Δ Е с положительный. Хорошо, теперь мне ясно.
Несколько хороших изображений для дальнейшего использования: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/fa/… from en.wikipedia.org/wiki/P –n_junction
Почему зона проводимости области GaAsGaAs\rm GaAs имеет меньшую потенциальную энергию, чем валентная зона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v