Основные особенности свойств системы носителей заряда в полупроводниках

     Неравновесная статистика изучает особенности поведения системы электронов и дырок, когда на систему действуют внешние силы. Это процессы генерации, излучательной и безызлучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда, которые лежат в основе таких явлений, как оптическое поглощение, фотопроводимость, люминесценция.

    Равновесная статистика рассматривает электроны и дырки в состоянии термодинамического равновесия. Равновесным называется такое состояние системы, когда на нее не действуют внешние силы, все параметры системы остаются постоянными во времени, а значения этих параметров равны их средним статистическим значениям.

    Равновесная статистика изучает связь между температурой, с одной стороны, и электрохимическим потенциалом и концентрацией свободных носителей заряда — с другой. Это позволяет понять суть процессов, происходящих в полупроводнике при изменении температуры, и дает необходимую теоретическую базу для понимания того, каким образом и по каким участкам температурной зависимости концентрации носителей заряда в полупроводнике могут быть определены его важнейшие параметры: ширина запрещенной зоны и температурный коэффициент ее изменения, энергия ионизации, концентрация и степень компенсации примесей, фактор вырождения примесных состояний, эффективные массы носителей заряда.

   Концентрация свободных носителей заряда является одним из основных параметров полупроводникового материала. От концентрации электронов и дырок существенно зависит практически любой параметр полупроводника, который можно измерить, поэтому данные о температурных зависимостях концентрации носителей заряда и электрохимического потенциала необходимы при анализе практически всех явлений, возникающих в полупроводниковых материалах и приборах.

[1]. Владимирская Е.В., Гасумянц В.Э., Сидоров В.Г. Физика твердого тела. Равновесная статистика носителей заряда в полупроводниках. Учебное пособие. СПб., Изд-во СПбГТУ, 2000 г.. 64 с.(стр. 4 - Введение)