Photoeffekte in inhomogenen Halbleitern

Zusammenfassung

Bereits im homogenen Halbleiter entstehen bei inhomogener Belichtung innere Felder (Dembeb-Effekt). In inhomogenen Halbleitern treten weitere Effekte auf, die grundsätzlich als eine Modulation der Tiefe von inneren Potentialschwellen durch die Anregung von Nichtgleichgewichtsträgern verstanden werden können. Bei der Analyse des Gleichgewichts in inhomogenen Systemen geht man zweckmäßig vom ortsunabhängigen Febmi-Niveau, das heißt dem elektrochemischen Potential, als Bezugsenergie aus. An jeder Dotierungsinhomogenität entsteht ein inneres elektrisches Feld, das den Diffusionsstrom der Träger in Richtung des negativen Konzentrationsgradienten durch einen gleich großen, entgegengesetzt gerichteten Leitungsstrom kompensiert. Das mit diesem Feld verknüpfte ortsabhängige elektrostatische Potential $\varphi (x) = - \int\limits_{{{x_0}}}^x {f\left( {{x^{'}}} \right)} d{x^{'}}$ ergibt einen ortsabhängigen Beitrag zur Elektronenenergie — eφ(x), der zu einem ortsabhängigen Verlauf der Energiebänder

E_L,V (x) führt. Dieser Sachverhalt ist in Abbildung 4.1 für eine Dotierungsstufe in einem p-Halbleiter, einen sogenannten p+p-Übergang dargestellt.