Ladungsträgerdichte und Störstellenbesetzung in Halbleitern

Berechnet werden sollen die Ladungsträgerdichten in einem Halbleiter. Unter der Annahme, daß sich die Ladungsträger im thermischen Gleichgewicht mit der Umgebung, also dem Kristallgitter des Halbleiters, befinden, kann die gemeinsame Temperatur T aller Ladungsträger eingeführt werden. Diese Temperatur T ist dabei gleich der Gittertemperatur. Nimmt man ferner an, daß sich die Ladungsträger im chemischen Gleichgewicht innerhalb eines Bandes befinden, so kann man ein gemeinsames Quasi-Fermi-Niveau im Leitungsband $E_{Fn}$ und im Valenzband $E_{Fp}$ einführen. Im thermodynamischen Gleichgewicht befinden sich die Ladungsträger sowohl im thermischem als auch im chemischen Gleichgewicht [Sch87].

Die Herleitung erfolgt allgemein für den dreidimensionalen Fall, also für die Ladungsträgerdichte am Ort r. Beim eindimensionalen Modell wird die Ladungsträgerdichte am Ort z gesucht, der Übergang erfolgt einfach durch Ersetzen von r durch z.

Unterabschnitte

• Freie Ladungsträger
• Störstellenbesetzung