Гетеропереход, возникающий на границе скачкообразного изменения концентрации свободных носителей в однородном по составу полупроводнике

Показано, что сужение запрещенной зоны полупроводника при легировании происходит из-за двух главных причин:
– понижения энергии основного носителя заряда за счет кулоновcкого взаимодействия его с газом остальных основных носителей и примесных ионов;
– понижения энергии неосновного носителя за счет кулоновского взаимодействия его с газом основных носителей (до сих пор учитывалась только эта причина. Показано, что понижение энергии основного носителя точно такое же, как и понижение энергии неосновного. Найденное нами кулоновское понижение энергии основного (или неосновного) носителя в точности совпадает с известным выражением Дебая$-$Хюккеля, полученным для заряда в однородной плазме электролита.
В нашем рассмотрении в отличие от теории Дебая$-$Хюккеля берется за основу структура со скачкообразным изменением концентрации легирующей примеси. Заряд, находящийся в слабо легированной области, втягивается в сильно легированную область за счет притяжения к собственному изображению. Находится работа, которую при этом производит заряд; она оказывается равной вышеупомянутой энергии кулоновcкого взаимодействия в однородно легированном полупроводнике.
Таким образом, при скачкообразном легировании полупроводниковой структуры там возникает плазменный гетеропереход с одинаковыми по величине разрывами краев разрешенных зон.
Полученное нами значение сужения запрещенной зоны при легировании (или инжекции плазмы) отличается от известного в литературе значения.