ВЫ́РОЖДЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ́

ВЫ́РОЖДЕННЫЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ́, по­лу­про­вод­ни­ки с боль­шой кон­цен­тра­ци­ей но­си­те­лей за­ря­да (элек­тро­нов про­во­ди­мо­сти и ды­рок), рас­пре­де­ле­ние ко­то­рых по энер­ги­ям опи­сы­ва­ет­ся Фер­ми – Ди­ра­ка ста­ти­сти­кой. Уро­вень Фер­ми в В. п. рас­по­ло­жен ли­бо внут­ри зо­ны про­во­ди­мо­сти или ва­лент­ной зо­ны, ли­бо в не­по­сред­ст­вен­ной бли­зо­сти от кра­ёв этих зон (на рас­стоя­нии по­ряд­ка $kT$, где $k$ – по­сто­ян­ная Больц­ма­на, $T$ – аб­со­лют­ная темп-ра) в за­пре­щён­ной зо­не. Соб­ст­вен­ные по­лу­про­вод­ни­ки (по­лу­про­вод­ни­ки с соб­ст­вен­ной про­во­ди­мо­стью, обу­слов­лен­ной соб­ст­вен­ны­ми элек­тро­на­ми ато­мов дан­но­го ве­ще­ст­ва) ста­но­вят­ся вы­ро­ж­ден­ны­ми при вы­со­ких темп-рах, ког­да $kT$ срав­ни­мо с ши­ри­ной за­пре­щён­ной зо­ны. В соб­ст­вен­ных по­лу­про­вод­ни­ках, об­ла­даю­щих уз­кой за­пре­щён­ной зо­ной (HgSe, HgTe), вы­ро­ж­де­ние но­си­те­лей за­ря­да про­ис­хо­дит уже при ком­нат­ной темп-ре. 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, напр., при их ин­жек­ции или ин­тен­сив­ном оп­тич. воз­бу­ж­де­нии.

Вы­ро­ж­де­ние но­си­те­лей за­ря­да наи­бо­лее за­мет­но про­яв­ля­ет­ся в ки­не­тич. эф­фек­тах, обу­слов­лен­ных те­п­ло­вым раз­бро­сом в рас­пре­де­ле­нии но­си­те­лей по энер­ги­ям. К ним от­но­сят­ся маг­ни­то­ре­зи­стив­ный эф­фект (см. Маг­ни­то­со­про­тив­ле­ние), Пель­тье эф­фект, Нерн­ста эф­фект, Эт­тин­гс­хау­зе­на эф­фект и др. в по­лу­про­вод­ни­ках с изо­троп­ным энер­ге­тич. спек­тром. В. п. ис­поль­зу­ют­ся в тун­нель­ных дио­дах и ин­жек­ци­он­ных ла­зе­рах.