量子井戸構造でのキャリア密度分布・電流密度分布
- 量子井戸構造におけるキャリア密度分布・電流密度分布の計算方法を教えてください。
- 活性層が入った量子井戸構造におけるバンドギャップの閉じ込め効果による電子・正孔の密度分布や電流密度分布について教えてください。
- 量子井戸構造におけるキャリア密度分布・電流密度分布を定量的に評価する方法と、その計算の流れについて教えてください。
- ベストアンサー
量子井戸構造でのキャリア密度分布・電流密度分布
半導体の量子井戸構造において定量的にキャリア密度分布・電流密度分布を評価したいのですが、どのようにして計算すればよいのでしょうか。 バンドギャップの大きな材料p・n型でバンドギャップの小さな材料で挟んだ場合、順方向に電圧をかけると、閉じ込め効果によりバンドギャップの小さな部分に電子・正孔が蓄積されるということですが、そのときの電子・正孔の密度の分布、電流密度分布はどうやって出すのでしょうか。ただのpn接合までならわかるのですが、活性層が入ることによってどう考えればいいのかわからなくなってしまいます。 大体の流れを教えていただけないでしょうか？ またよかったらそのようなことに詳しい本など紹介してもらえないでしょうか？ よろしくお願いします
- jishr83
- お礼率100% (1/1)
- 物理学
- 回答数1
- ありがとう数1
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
これは理論的に式で表したいということでしょうか？ 私はこの手の系を真面目に計算したことがないので知らないだけなのかもしれませんが、 式を導出するのは相当難しいものと思います。 計算結果はバンドオフセット量によって大きく変わってきそうですし。 シミュレーションが使えるのであれば、そっちの計算に頼るのが一番かと思います。 回答にならなくて申し訳ありません。
関連するQ&A
- LEDにおけるキャリアの再結合と電流
素朴な疑問なのですが、LEDを流れる電流のうち、どれくらいがキャリアの再結合に寄与してるのか、どれくらいが、キャリア再結合に寄与しないのでしょうか？ 詳しく書きます。 P型半導体とN型半導体を接合して、順バイアス方向に電圧をかけると、P型、N型にキャリアが供給されて、接合部分で正孔と電子の再結合がおこります。 その再結合するまでのキャリアの流れ＝電流だと考えていたのですが、N型から電子が接合近傍で再結合しないで、P型半導体を通りぬけて、電流として働くことはあるのでしょうか。あるとしたら、再結合に寄与する電流と比べて無視できるのか知りたいです。
- ベストアンサー
- 科学
- 真性キャリア密度の計算方法 他
どうしても以下の問題が解けなくて困っています．また時間もありません．どなたか宜しくお願いします． (1)Siの伝導電子および正孔の有効質量をそれぞれme*=0.7m,mh*=m,バンドギャップをEg＝1.1eVとして室温における真性キャリア密度を求めよ． (2)バイアス電圧のかかっていないP-n接合の，空乏層全体の幅を与える式をもとめよ．この結果からND=NA=10^25/m^3の不純物をもつダイオードの空乏層の幅を求めよ．だだし接合のポテンシャル差を0.7V,比誘電率を16とする 以上の2問ですがどうしても分かりません．どなたか一問でもよいので宜しくお願いします．
- 締切済み
- 物理学
- ｐｎ接合 静電化学ポテンシャル理論の限界は？
半導体のｐｎ接合時における、バンドギャップモデルについての質問です。 半導体デバイス中のキャリアの移動は、ドリフト電流と拡散電流のつりあい、つまり静電ポテンシャルと化学ポテンシャルの平衡で説明されています。 このモデルの限界（つまり現実のｐｎ接合の際の電流・電圧値と食い違う点）には一体何があるでしょうか？ 教科書をよくよく見ると、熱平衡状態ならば、という但し書きがあるので熱的に非平衡な状態ならば通用しない、というのは分かるのですが・・・。 高電圧をかけた時にもバンドギャップモデルが適用できるのでしょうか、また、その他の適用できない状況はどのようなものがあるのでしょうか？ どなたか教えてくださると助かります。
- ベストアンサー
- 物理学
- 真性半導体のバンドギャップの求め方がわかりません
真性半導体の電気伝導率の温度依存性がexp(-Ea/(kT))で、電子の状態密度有効質量が正孔の状態密度有効質量の２倍の時のエネルギーバンドギャップを求めるにはどうしたらよいでしょうか。
- 締切済み
- 電気・電子工学
- なぜpn接合に逆バイアスをかけても電流は流れない？
なぜpn接合に逆バイアスを印加しても電流は流れないのでしょうか？ まず私が理解しているpn接合の流れを書きます。 ・ドナー不純物をドープされているn型半導体（キャリアとして動ける電子が多数存在） ・アクセプタ不純物をドープされているp型半導体（キャリアとして動ける正孔が多数存在） 両者を接合させると (1)濃度勾配により、n→p向きに電子が、n←p向きに正孔が拡散していく。 (2)接合面近傍では電子と正孔の結合によりキャリアは消滅。空乏層ができていく。 (3)そして接合面近傍では、n型半導体がプラスに、p型半導体がマイナスに帯電していく。 (4)それによってできた電位差によって、拡散方向とは逆向きの力を受けて電子と正孔の移動は停止する。 ここに順バイアス（n側にマイナス、p側にプラス）をかけると、 n側で多数キャリアである電子は接合を横切ってp側へ移動していき、回路へと流出していく。 そしてその分、電子が回路からn型半導体に流入し、これが続くため、電流が流れる。 このようなストーリーだと理解しています。 しかし私が思うに、逆バイアス（n側にプラス、p側にマイナス）をかけたとしても、 n側で多数キャリアである電子はそのまま回路へ流出していく。 そしてその分、電子が回路からp型半導体に流入し、接合を横切ってn側へ移動していき、そのままやはり回路から流出する。 という事が起こるのではないでしょうか？ よく参考書等に書かれているのは、 (1)p型半導体はキャリアとしての電子が少ないので、n側へ流入してくる電子がない。このため電流は流れない。 (2)逆バイアスによってキャリアが両端に引き寄せられ、空乏層が広がるだけで電流は流れない。 と言った内容です。 しかし、私の疑問として (1)p型半導体には確かにキャリア電子が少ないが、電子は回路から流入してくるから、それが流れるのではないか？ (2)意味は分かります。例えばp側に注目すると、正孔が電極側に集まっていきます。 つまり価電子帯に充満している電子が少しずつ接合面に向けて移動しているということだと思います。 しかし価電子帯の電子は自由に動けるキャリアではないので、そのままn側へ移動していって回路へと流出するわけではありません。 しかし、この(2)の説明でも、(1)の疑問を解決できているとは思えません。 以上、長くなりましたが要約しますと、 逆バイアス時になぜ回路からp型半導体にキャリア電子が流入しないのか？ ということです。 どなたか、よろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 物理学
- レーザーポインターとリモコンとの違い点、何？
レーザー材料は、これらの3つの条件は以下の単色光放射されるコヒーレント光することができない反転分布の分布と共振器：レーザーポインターは発光が3つの条件が必要で刺激した。 リモートコントロールが起動し、電子と正孔の発光再結合を発光する順バイアスPN接合の使用は、光の自然放出され、高注入電流反転分布の分布を必要とせず、光共振器を必要としないで非コヒーレント光。 マナ様、ほかの意見が、何？私に教えてください。
- 締切済み
- その他（趣味・娯楽・エンターテイメント）
- 多接合型太陽電池について
一般に太陽電池は、pn接合を持つと聞いているのですが、多接合型太陽電池も同様な接合をもった構造なのでしょうか？ 色々調べると、入射光側にa-SiCなどのバンドギャップの高い材料を用いて、次にa-Siなどのそれより小さいバンドギャップの材料を用いて、さらに、またそれより小さいバンドギャップの材料を用いた構造により効率よく太陽光を吸収する構造であるということはわかりました。 このように、入射光側から順にバンドギャップの高い順から順に小さい材料を用いるということなのですが、その界面ではどのような接合となっているのでしょうか？ また、効率的には、40.7%もの高い効率を得られたという報告があり有望な太陽電池と思われますが、この多接合型の問題点などはあるのでしょうか？ 素人で申し訳ありませんが、どなたか教えてください。
- 締切済み
- 物理学
お礼
いえいえありがとうございます。 やはり難しそうですか。