Поверхностная проводимость. 
Электропроводность твердых тел

На рис. 5.1 показано схематическое изображение пластины полупроводника для измерений поверхностной проводимости.

Рис. 5.1. Схематическое изображение образца для исследования поверхностной проводимости.

Если в любой точке этого однородного образца, то через образец при наличии приложенного напряжения V будет протекать только объемный ток.

(5.1).

где — объемная проводимость образца. Она связана с удельной объемной проводимостью известным соотношением.

(5.2).

где. (5.3).

Если вблизи одной из поверхностей образца концентрация электронов вырастет от значения в объеме до на поверхности, то полный ток через образец удобно разделить на две части.

(5.4).

где — объемный ток, величина которого определяется постоянной до самой границы концентрацией и — поверхностный ток, величина которого на расстоянии х от поверхности определяется разностью .

Рис. 5.2. Зависимость концентрации и поверхностного избытка электронов от координаты.

Проинтегрировав эту разность, мы найдем уже известный нам поверхностный избыток электронов.

(5.5).

на единицу поверхности и можем заменить распределение объемной концентрации на рис. 4.2 (а) распределением поверхностной () и объемной концентраций, как показано на рис. 4.2 (б). В этом случае можно считать, что ток, обусловленный приповерхностным избытком электронов, течет по самой поверхности.

Очевидно, что поверхностный ток, как и объемный, должен быть пропорционален приложенному напряжению V.

(5.6).

где — полная поверхностная проводимость. Удельную поверхностную проводимость можно ввести с помощью соотношения.

(5.7).

где b — ширина и l — длина образца.

(5.8).

.

где и — подвижности электронов и дырок в ОПЗ, которые в принципе могут отличаться от объемных подвижностей. Обычно считается, что величины подвижностей не зависят от изгиба зон. Если Y = 0 (плоские зоны), то = 0. Подставляя в (4.8) найденные ранее выражения для и, получим.

(5.9).

где.

(5.10).

.(5.11).

Видно, что размерности удельной и полной поверхностной проводимости совпадают. Чтобы их все же различать без дополнительных пояснений иногда размерность обозначают [Ом^-1/квадрат]. Если n (x) < n₀, то следует считать I_S<0 и, следовательно, <0. Таким образом, при обеднении поверхности поверхностная проводимость в отличие от объемной может быть отрицательной величиной. Это просто означает, что концентрация носителей в приповерхностной области меньше объемной.

Мы видим, таким образом, что поверхностная проводимость есть проводимость ОПЗ и обусловлена наличием приповерхностного избытка электронов и дырок в ОПЗ в результате поверхностного искривления зон.

металл полупроводник эмиссия.