物理百科

普尔-夫伦克尔效应

2022-12-31

PooleFrenkel effect

简介

P-F效应是指由于外加电场的作用使电介质的库伦势降低,直到电介质能够发生载流子的场发射为止,或者说,它是在电场作用下使施主电离的效应. 对于带电粒子的电离能I,由于存在P-F项,使

而降低了,电离能I变为I-△I,其中α为P-F常数,它的值 ,e为元电荷,ε为介质材料的介电常数.

能量示意图

由陷阱发射电流的P-F理论能简化为如

下表示式

式中E=U/δ为附加的内电场,U为电压,δ为两种反号空间电荷间的距离,I为陷阱中电荷的电离能,χ为放电过程中的衰减因子.P-F效应的能量示意图如图所示.

应当指出,P-F效应的产生机理:(1)与材料内施主电荷的电离有关,而非电子越过金属-半导体势垒的发射;(2)施加于陷阱的内电场远大于106V/m,如热驻极体就满足这样的条件,此时的场强为(2~4)×107V/m;(3)在电介质中,电离载流子的自由程λ远小于放电方向上的材料厚度.

因此可以看出,P-F效应与Schottky注入完全不同. 此外,由这一效应引起的势垒降低,比Schottky注入引起的势垒降低大一倍,因为在1/4x处的电势,现在用1/r

处的库伦势代替了.

拓展资料