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速度过冲效应产生机理

发布网友 发布时间:2024-10-22 07:14

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热心网友 时间:2024-10-26 09:18

速度过冲效应的发生源于半导体中载流子动量和能量的非平衡状态。在强电场的作用下,载流子的动量弛豫时间远小于能量弛豫时间,导致它们在获得动量的速度上远超能量提升。这一现象的根源在于载流子在强电场中获取动量的机制与能量不同,主要通过与声学波声子和光学波声子的相互作用来实现。

晶体中,声学波声子提供较大的动量和较小的能量,而光学波声子则相反,提供较大的能量和较小的动量。因此,载流子在强电场中主要通过与声学波声子的散射获得动量,形成高速的漂移,而能量则主要来自光学波声子,需要时间来逐步提升。这种不平衡导致了载流子在电场作用下漂移速度大于定态时,形成速度过冲。过冲过程是一个瞬态现象,直到能量稳定后,速度才会恢复到定态水平。

同样,如果电场突然消失,载流子会迅速失去动量,速度下降。然而,由于能量的调整不能立即跟上,此时会出现速度下冲的现象,直到能量达到新的平衡状态,速度才会再次稳定下来。过冲和下冲都是半导体中瞬态输运过程的体现,与定态输运有所区别。

热心网友 时间:2024-10-26 09:11

速度过冲效应的发生源于半导体中载流子动量和能量的非平衡状态。在强电场的作用下,载流子的动量弛豫时间远小于能量弛豫时间,导致它们在获得动量的速度上远超能量提升。这一现象的根源在于载流子在强电场中获取动量的机制与能量不同,主要通过与声学波声子和光学波声子的相互作用来实现。

晶体中,声学波声子提供较大的动量和较小的能量,而光学波声子则相反,提供较大的能量和较小的动量。因此,载流子在强电场中主要通过与声学波声子的散射获得动量,形成高速的漂移,而能量则主要来自光学波声子,需要时间来逐步提升。这种不平衡导致了载流子在电场作用下漂移速度大于定态时,形成速度过冲。过冲过程是一个瞬态现象,直到能量稳定后,速度才会恢复到定态水平。

同样,如果电场突然消失,载流子会迅速失去动量,速度下降。然而,由于能量的调整不能立即跟上,此时会出现速度下冲的现象,直到能量达到新的平衡状态,速度才会再次稳定下来。过冲和下冲都是半导体中瞬态输运过程的体现,与定态输运有所区别。
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