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Giunzioni tra materiali semiconduttori 1) Relazione di Einstein :
2) Equazione di Poisson :
3) Potenziale di Built-In : Mettendo a contatto un p_doped con un n_doped si ha un travaso di carica per diffusione, tale processo viene fermato dall´insorgere di un potenziale di Built-In dove nn0 è la concentrazione di elettroni nella regione n all´equilibrio mentre pp0 è la concentrazione di lacune nella regione p all´equilibrio.
4) Ampiezza delle regioni svuotate : Facendo la approssimazione di completo svuotamento ed applicando l´equazione di Poisson si ottiene e nella fattispecie si ha e
5) Diodo Pin : Tra la regione p e la regione n viene inserito uno strato di semiconduttore intrinseco o debolmente drogato che per qualsiasi polarizzazione applicata risulta essere completamente svuotato.
6) Tipologie di allineamenti per eterostrutture : Allineamento di 1° tipo Þ si ha un materiale a gap stretto che forma una buca di potenziale posto a contatto con un materiale a gap larga che forma le barriere sia per la banda di conduzione che per la banda di valenza. Allineamento di 2° tipo Þ con un´opportuna scelta dei materiali seemiconduttori uno di essi può fungere da buca di potenziale per gli elettroni e da barriera per le lacune.
7) Modello di Anderson e di Frensley-Kroemer : In una eterostruttura vengono poste a contatto semiconduttori con gap diverse, il modello di Anderson prevede che questa variazione di gap determini una variazione della energia della banda di conduzione pari alla differenza delle affinità elettroniche . Si tratta di un modello che non tiene conto della presenza di dipoli che si formano a causa della interfaccia, il che è invece previsto nel modello di Frensley-Kroemer per il quale la discontinuità della banda di valenza è data dalla .
8) Epitassia e tecniche realizzative : L´epitassia consiste nel realizzare un sottile strato cristallino di materiale semiconduttore le cui proprietà sono determinate dal substrato sottostante. Le tecniche possibili sono le seguenti : LEC simile al metodo Czochralsky LPE lo strato cristallino cresce a partire da una soluzione liquida satura diluita su un substrato cristallino VPE il processo di crescita è alimentato da un vapore e quindi richiede alte temperature MOCVD è basata sulla pirolisi di elementi metallorganici in presenza di idruri MBE dei fasci molecolari vengono depositati su di un substrato cristallino riscaldato
9) Quasi livelli di Fermi : In condizioni di non equilibrio non si ha un unico livello di Fermi bensi 2 che vengono a coincidere quando si raggiunge l´equilibrio, si ha cioè e
10) Densità di corrente nel diodo Schockley :
dove Is1 è la corrente di saturazione che attraversa la giunzione nel caso di polarizzazione inversa.
11) Efficienza di iniezione elettronica :
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