Puslaidininkių Fizikos Pagrindai

pùslaidininkių fzika, kietojo kūno fizikos šaka, nagrinėjanti puslaidininkių savybes ir juose vykstančius reiškinius, kurianti modelius tiems reiškiniams tirti. Svarbiausios tyrimų sritys – puslaidininkių draudžiamosios energijos juostos ir laidumo bei valentinės juostų struktūra, krūvininkų tipai ir jų judrio, tankio, elektrinio laidumo priklausomybė nuo temperatūros, apšvietos, elektrinio ir magnetinio lauko, slėgio, šviesos sugertis ir emisija puslaidininkiuose, puslaidininkių cheminė sudėtis ir kita. Optiniais metodais tiriant puslaidininkių šviesos sugerties arba atspindžio spektrus sužinoma draudžiamosios juostos plotis, juostose esančių ekstremumų energija. Tiriant magnetooptinius reiškinius ir ciklotroninį rezonansą nustatoma puslaidininkio krūvininkų efektyvioji masė. Kai krūvininkų judris mažas, efektyvioji masė randama iš termoelektrovaros. Pagal Hallo įtampą (Hallo reiškinys) arba iš injekuotų krūvininkų dreifo nustatomas krūvininkų judris, išmatavus elektrinį laidį ir Hallo įtampą priemaišiniame puslaidininkyje – krūvininkų tankis. Nagrinėjama elektronų ir skylių elgsena kristalinių puslaidininkių laidumo ir valentinėje juostose, puslaidininkių savybių priklausomybė nuo jų paviršiaus ir kristalo vidinės sandaros vienalytiškumo. Puslaidininkių kristalinė sandara nustatoma iš rentgeno ir elektronų difrakcijos. Jei puslaidininkis nevienalytis, jo elektrinį laidį lemia potencialo barjerai arba susidaro pratekėjimo kanalai. Įtakos puslaidininkių savybėms turi jų paviršiuje vykstanti kristalinės sandaros relaksacija ir rekonstrukcija, priemaišos ir struktūros defektai bei dirbtinai jame (bei jo paviršiuje) sudaryti nanodariniai; kristalo defektų sandara nustatoma paramagnetinio elektronų rezonanso metodu, o aktyvacijos energijos – iš šviesos sugerties bei emisijos spektrų arba terminės aktyvacijos. Puslaidininkių cheminė sudėtis tiriama masių spektroskopijos, Rutherfordo atgalinės sklaidos ir kitu būdu. Puslaidininkių fizikos tyrimais naudojamasi puslaidininkinėje elektronikoje, puslaidininkinėje optoelektronikoje. Puslaidininkių savybės keičiamos juos legiruojant, auginant kintamo draudžiamosios energijos juostos pločio sandaras ir supergardeles, įterpiant nanodarinius bei suformuojant priemaišinių lygmenų juostas.