Tecnologia della fotorivelazione basata su dispositivi a ... - Matematica

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Nelle considerazioni analitiche che seguiranno (a livello concettuale non perdiamo in generalità) assumeremo le seguenti ipotesi: dispositivo monodimensionale svuotamento completo all’interfaccia silicio drogato p (Sip)/silicio drogato n (Sin), ovvero assenza di cariche mobili; sono presenti soltanto le regioni accettrici e donatrici di elettroni, ovvero la carica spaziale che crea il campo ε nella zona di svuotamento zds temperatura uniforme di svuotamento, ovvero gli elettroni nel Sin sono tutti e soli quelli dovuti allo svuotamento degli stati donatori localizzati presso i droganti del 5° gruppo, mentre le lacune nel Sip sono tutte e sole quelle dovute al riempimento degli stati accettori localizzati presso i droganti del 3° gruppo; approssimativamente 50K
Fig. 12 Diagramma a bande di un’omogiunzione pn in condizioni di equilibrio stazionario, termico ed elettrico. Al di sopra di EC sono rappresentate le concentrazioni n(E) = 2DBC(E – EC)f(E), in unità di volume e di energia (eV -1 cm -3 ), degli elettroni, maggioritari nel lato n, minoritari in quello p. Dualmente, al di sotto di EV sono rappresentate le concentrazioni p(Eh) = 2DBV(Eh – EV)[1 - f(E)], in unità di volume e di energia (eV -1 cm -3 ), delle lacune. Eh è l’energia totale delle lacune, il cui vettore è contrario rispetto a quello relativo all’energia totale degli elettroni. ΔDdr(E) rappresenta la concentrazione di stati permessi in BC ed in BV, in unità di volume e di energia (eV -1 cm -3 ), individuati dal posizionamento casuale e disordinato delle impurezze droganti all’interno della matrice cristallina del semiconduttore: si noti come questi stati “spuri” siano localizzati sia all’interno delle bande di conduzione e di valenza che all’interno del gap, dove non ci dovrebbero essere stati occupabili da elettroni o lacune. 4.1.2) La omogiunzione pn in condizione di equilibrio: richiami di fisica dei semiconduttori e della giunzione pn In riferimento al diagramma a bande riportato in figura 12, identifichiamo con DBC(E – EC) la ben nota “densità tridimensionale di stati in banda di conduzione”: DBC(E – EC) = 2π – (eV -1 cm -3 ) DBC(E – EC) è proporzionale alla radice quadrata dell’energia totale E degli elettroni. è la “massa efficace dell’elettrone per la densità di stati”, che in un semiconduttore a gap diretto (GaAs, InAs, InP ecc…) coincide con qualunque altro tipo di massa efficace dell’elettrone, ad esempio con la “massa efficace per la mobilità” ricavabile dalla concavità, valutata in un particolare punto dello spazio reciproco dei vettori d’onda, del diagramma a bande E – k relativo al semiconduttore, oppure con la “massa efficace dell’elettrone per la conducibilit{”. Tuttavia in un semiconduttore a gap indiretto (C, Si, Ge, GeSi, GaP, AlAs ecc…) ha una sua particolare definizione, sempre basata sul concetto di massa efficace per la mobilità; nel caso del silicio è data dalla seguente espressione: = 1.08m0 16
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E| i > = Ei = EV - La densità di s
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dove e sono due “central cell fun
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L’eccitone, che quantisticamente
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pertanto: ke kh kex = ke kh 0 Quind
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WABS/gap = - - 84 [e67] Pertanto il
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τ = dove Nt è la concentrazione d
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Immaginando di unire il lato p con
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dove: α(ђω > EthSi) ηp( p) [e71
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P(x) = A I(x) = P(0 + ) = P0(1 - R)
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facilitando così il transito dei p
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È evidente come il mismatch retico
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margine di errore abbastanza trascu
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atomo del semiconduttore A: la prob
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UAV(r) è il potenziale, perfettame
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diretto x [0, 1]) normalizzata risp
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In figura 70 riportiamo il grafico
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Fig. 72 Disegno semiqualitativo del
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Fig. 73 Rappresentazione qualitativ
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In figura 76 riportiamo un diagramm
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5.10) L’impossibilit{ di sfruttar
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QE = (1 - R) (1 - α -1 = 20 µm, c
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Fig. 80 Riportiamo le quattro masch
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assuma l’andamento a delta di Dir
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Fig. 83 Curve caratteristiche I - V
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Abbiamo una giunzione polarizzata i
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esempio 345 THz, quindi è un segna
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Se x(t) N(0, , ovvero se x(t) è un
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I(t) è la fotocorrente intrinseca
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Allora: (f) = µ |H(0)| 2 µ = q 2
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In particolare possiamo affermare c
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F(M) = M = KM + (1 - K) - L’ultim
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una componente fortemente dipendent
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7) I fotodiodi SAM (“Separate Abs
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La struttura presenta una configura
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Je(x) = Fig. 105 Grafico semiqualit
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Giustifichiamo ora in maniera forma
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comunque nel contatto metallico e g
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Mentre il layer di Si cresce sul su
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Quindi l’ossido SiO2 può essere
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I fotoni incidono sulla finestra an
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Il composto Cd(x)Hg(1-x)Te con x <
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Fig. 118 Rappresentazione schematic
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Fig. 121 Diagramma a bande qualitat
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La soluzione consiste nell’usare
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multipixellati) prodotti dalla Hama
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Fig. 128 Schema concettuale di una
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Fig. 132 Grafico del guadagno di un
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ee = Pn NT f(ET) [cm -3 s -1 ] Pn r
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Un motore elettrico a velocit{ di r
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B) Una possibile tecnica per la riv
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L’applicazione di alte polarizzaz
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13) Applicazione del TBM (“Tight
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Scriviamo pertanto l’equazione di
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Consideriamo la valle X localizzata
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Osservando la figura si può notare
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