Вырожденные полупроводники

ВЫРОЖДЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ, полупроводники с большой концентрацией носителей заряда (электронов проводимости и дырок), распределение которых по энергиям описывается Ферми - Дирака статистикой. Уровень Ферми в вырожденных полупроводниках расположен либо внутри зоны проводимости или валентной зоны, либо в непосредственной близости от краёв этих зон (на расстоянии порядка kT, где k - постоянная Больцмана, Т - абсолютная температура) в запрещённой зоне. Собственные полупроводники (полупроводники с собственной проводимостью, обусловленной собственными электронами атомов данного вещества) становятся вырожденными при высоких температурах, когда kT сравнимо с шириной запрещённой зоны. В собственных полупроводниках, обладающих узкой запрещённой зоной (HgSe, HgTe), вырождение носителей заряда происходит уже при комнатной температуре. В примесных полупроводниках (их проводимость обусловлена электронами и дырками примесных атомов) носители заряда становятся вырожденными при высоких концентрациях донорной (акцепторной) примеси. Возможно вырождение и неравновесных носителей заряда, возникающих, например, при их инжекции или интенсивном оптическом возбуждении.

Вырождение носителей заряда наиболее заметно проявляется в кинетических эффектах, обусловленных тепловым разбросом в распределении носителей по энергиям. К ним относятся магниторезистивный эффект (смотри Магнитосопротивление), Пельтье эффект, Нернста эффект, Эттингсхаузена эффект и др. в полупроводниках с изотропным энергетическим спектром. Вырожденные  полупроводники используются в туннельных диодах и инжекционных лазерах.

Лит.: Ансельм А. И. Введение в теорию полупроводников. 2-е изд. М., 1978.