LM2574M-5.0

   實(shí)際情況中,當(dāng)具有不同費(fèi)米能級(jí)的兩種材料接觸時(shí),自由載流子將從一種材料向另一種 材料流動(dòng),直到平衡條件建立為止。也就是說(shuō)直到兩種材料的費(fèi)米能級(jí)形成一條直線,即接觸界面處電子費(fèi)米能級(jí)相等。這樣的結(jié)果,使兩個(gè)材料界面的一側(cè)形成空間正電荷,另一側(cè)形成空間負(fù)電荷,于是構(gòu)成偶電層。偶電層產(chǎn)生的結(jié)果是建立了一個(gè)電場(chǎng),以阻止自由載流子從一個(gè)材料至另一個(gè)材料的進(jìn)一步凈流動(dòng)。從熱力學(xué)角度講,雖然自由電子在兩個(gè)方向的流動(dòng)始終存在,但是,此過(guò)程的程度很小。且達(dá)到平衡時(shí),兩個(gè)方向載流子移動(dòng)在數(shù)量上相等,即在熱平衡條件下統(tǒng)計(jì)上的凈流動(dòng)為零。

    圖2.78⑶為金屬和n型半導(dǎo)體形成電接觸時(shí),電子從n型半導(dǎo)體向金屬流動(dòng)而形成的偶電層分布情形�？梢钥闯�,金屬表面由于電子的流人而帶負(fù)電,半導(dǎo)體則由于電子的流出而帶正電。金屬內(nèi)部的空間電荷(電子)是非常薄的一層,通常認(rèn)為是表面上的單電荷層,該電荷與半導(dǎo)體內(nèi)部的電荷(空穴)在數(shù)量上相等但符號(hào)相反。因?yàn)榘雽?dǎo)體中自由載流子密度比金屬中小很多,這些等量的電荷在半導(dǎo)體內(nèi)部的分布范圍較寬,形成了寬度為的偶電層。該偶電層產(chǎn)生的指向金屬表面的靜電場(chǎng),將顯著改變金屬表面的靜電勢(shì)%蟲(chóng)口圖2,Ts(b)所示。沿艿方向遠(yuǎn)離金屬表面時(shí),靜電勢(shì)升高,對(duì)n型半導(dǎo)體表面的電子而言能量將降低。即該偶電層使電子離開(kāi)n型半導(dǎo)體表面進(jìn)人真空需要的能量增加。對(duì)于金屬而言,表面帶負(fù)電荷的偶電層使金屬表面電子的能量增加,其進(jìn)人真空需要的能量減小,金屬功函數(shù)減小Δ￠,其大小可以用經(jīng)典靜電勢(shì)理論表示圖2.78 (a)金屬電極與n型半導(dǎo)體接觸時(shí)由于半導(dǎo)體表面電子向金屬表面的流動(dòng)而產(chǎn)生的偶電層電荷分布:金屬表面為負(fù)電荷,半導(dǎo)體表面為正電荷;