1tom - 0462.htm
.-i
514
велика по сравнению с те\ то ф-ция распределения Ш Г. э, по энергии с точностью до малых величин порядка 2 отношения 1ее/те имеет вид равновесной ф-ции распре-≈ деления с нек-рой темп-рой Те(Е), к-рую наз. электронной темп-рой (Те>Т). Е╦ величина определяется равенством джоулевой мощности и мощности, передаваемой от Г- э. фононам.
С увеличением электрич. поля раст╦т как скорость направленного движения (дрейфа) Г. э. v&, так и скорость их хаотич. теплового движения vr. При малой неупругости рассеяния на фононах скорость vr оста╦тся большой по сравнению с v# даже в сильных полях, что позволяет найти функцию распределения Г. э. по энергии в аналитич. виде и зависимость <£> от Е. При большой же неупругости vr и v^ в сильных полях≈величины одного порядка и аналитич, решение получить не уда╦тся.
Отклонения от закона Ома. Основной эффект, в к-ром проявляется разогрев носителей заряда в полупровод, пиках с ростом электрич. поля,≈ изменение электропроводности и отклонение вольт-амперной характеристики (ВАХ) полупроводников от линейной, т. е. от
Рис. 2. Различные виды вольт-амперных характеристик полупроводников в сильных электрических полях: 7 ≈линейная (омическая); г ≈сублинейная; 3 ≈ суперлинейная; 4 ≈ N-обраэная; 5 ≈ S-образиая.
закона Ома (рис. 2). Если электропроводность с ростом поля увеличивается, то ВАХ наз. суперлинейной, если же падает,≈ сублинейной.
Электропроводность может изменяться с полем из-за зависимости подвижности Г. э. и (или) их концентрации от поля. Эффективная подвижность изменяется из-за того, что время релаксации Г. э., как правило, зависит от энергии электронов, к-рая обычно раст╦т с ростом электрич. поля. При рассеянии Г. э, на заряж- примеси подвижность увеличивается с полем, а при их рассеянии на фононах≈падает. Кроме того, Г. э., приобретая достаточно большую энергию, переходят в более высокие долины зоны проводимости (см. Многодолин-пые полупроводники.}, в к-рых их подвижность меньше (механизм Ридли ≈ Уоткииса ≈ X и л-с а м а). Это имеет место в GaAs и InP n-типа и др, полупроводниках в сильных полях.
Концентрация носителей заряда в электрич. поле изменяется из-за удариой генерации электронно-дырочных пар или ударной ионизации примесных атомов, а также из-за изменения скорости рекомбинации носителей заряда или скорости их захвата примесными центрами. Обычно захват электронов происходит положит, нонами. При этом скорость захвата падает с ростом электрич. поля (разогрева) и концентрация электронов проводимости раст╦т. Если же примесные центры заряжены отрицательно, то электрон, чтобы оказаться захваченным, должен преодолеть энергетич. барьер. Поэтому с ростом электрич. поля и увеличением энергии Г. э. скорость захвата электронов раст╦т и концентрация их падает (эффект наблюдается в Ge w-типа с примесями Си и Аи).
При достаточно быстром падении электропроводности с ростом электрич. поля на ВАХ появляется падающий участок с отрицательным дифференциальным сопротивлением. ВАХ имеет TV-образный вид (наблюдается Ганно. эффект). В тех же случаях, когда электропровод-ность с полем, наоборот, быстро раст╦т, ВАХ может
стать 5-образной. При этом как следствие возникает шнурование тока в полупроводниках. Если при приближении напряжения к нек-рому критич. значению ток раст╦т аномально круто, то имеет место электрич. пробой ≈ межзонный или примесный.
Другие эффекты, связанные с разогревом электронов. 1) В сильном электрич. поле электропроводность полупроводников кубич. сингонии становится анизотропной даже в отсутствие магн. поля (в слабых полях она изотропна). Это связано преим. с разной заселенностью Г. э. долин зоны проводимости. 2) Изменяются коэфф. диффузии и спектральная плотность флуктуации тока (см. Флуктуации электрические); возникает анизотропия этих величин даже при изотропной зависимости энергии электронов от квазиимпульса (характеристики шума, измеренные вдоль и попер╦к тока, разные). 3} Наблюдается эмиссия Г. э. в вакуум из ненагретых полупроводников. 4) Возникает эдс при однородной темп-ре кристалла, но неоднородном разогреве электронов.
Если разогрев электронов мал, но наблюдаем по разл. эффектам, электроны наз. т╦плыми.
Носители заряда разогреваются не только пост, током, но также при поглощении ими эл,-магн. излучения. Возникающее при этом изменение электропроводности полупроводника представляет собой один из механизмов фотопроводимости и используется для создания чувствительных при╦мников излучения миллиметрового и субмиллиметрового диапазонов, Г. э. возникают также при генерации носителей заряда светом с энергией фотонов AGJ, превышающей ширину запрещ╦нной зоны 8└ на величину, значительно большую k Г, а также (в случае примесных полупроводников) светом с энергией фотонов, существенно превышающей энергию ионизации примесных центров (фоторазогрев). Часть фотоэлектронов, создаваемых в полупроводнике р-типа светом с Jnu>8g, рекомбинирует с дырками (см. Рекомбинация носителей заряда], оставаясь ещ╦ «горячими» (т. е. до термализации). Эта рекомбинация является источником горячей люминесценции.
Лит.: Конуэлл Э., Кинетические свойства полупроводников в сильных электрических полях, пер. с англ., М., 1970; Денис В., Пожела Ю,, Горячие электроны, Вильнюс, 1971; Бонч-БруевичВ. Л., Калашникове. Г., Физика полупроводников, М., 1977. Ш. М. Коган.
ГРАВИМЕТР ≈ прибор для измерения силы тяжести и соответствующего ускорения свободного падения g. Различают два способа измерения силы тяжести: абсолютный и относительный. В последнем измеряют приращение Д# относительно значения g в нек-ром исходном пункте. Относительная погрешность определения g Г. -Ю-7≈Ю-8.
В зависимости от метода измерения Г. разделяются на статические и динамические. К статич, Г. относится обширный класс приборов, основанных на принципе уравновешивания силы тяжести (или момента силы тяжести) упругой силой (или упругим моментом) чувствительного элемента-
Статические Г. используются только для относительных определений, и являются осн. приборами для измерения Д#. Осн. частью статич. Г. является упругая система. Применяются системы типа пружинных весов, в к-рых мерой Д# служат дополнит, растяжение пружины и линейное перемещение груза. Чаще используются крутильные системы, в к-рых маятник, подвешенный на горизонтальной упругой нити или пружине, поддерживается е╦ упругой силой в положении, близком к горизонтальному. Мерой Д# служит дополнит, поворот маятника или дополнит, усилие, необходимое для возвращения его в исходное (нулевое) положение. Системы такого типа в принципе нелинейны. При приближении маятника к положению неустойчивости резко возрастает чувствительность. Такая система называется астазировашюй.
Статич, Г. применяются также для измерения Д# в море на кораблях. При этом Г. помещается на гиро-
")
}
