في فيزياء الحالة الصلبة، يشير الانحناء الشريطي إلى العملية التي ينحني فيها هيكل النطاق الإلكتروني في مادة ما لأعلى أو لأسفل بالقرب من تقاطع أو واجهة، ولا يتضمن أي انحناء مادي.
الانحناء الشريطي
- عندما تكون الإمكانات الكهروكيميائية لحوامل الشحن المجاني حول واجهة لأشباه الموصلات غير متشابهة، تنقل ناقلات الشحنة بين المادتين حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن، حيث يتلاشى فرق الجهد.
- لقد أشعل استخدام تقاطعات أشباه الموصلات ثورة الكمبيوتر في عام 1990، وما زالت الأجهزة مثل الصمام الثنائي والترانزستور والخلايا الكهروضوئية وغيرها مهمة جدا في التكنولوجيا.
الانحناء الناتج عن التلامس مع أشباه الموصلات المعدنية
- تُعرَّف وظيفة العمل على أنها فرق الطاقة بين مستوى فيرمي للمادة ومستوى الفراغ قبل التلامس ويُشار إليها بالرمزϕ، فعند التلامس بين المعدن وأشباه الموصلات، ستنتقل حاملات الشحنةبين المادتين نتيجة اختلاف وظيفة العمل
.
- إذا كانت وظيفة الأشغال المعدنية (ϕم
) أكبر من أشباه الموصلات (ϕس
) سوف تتدفق الإلكترونات من أشباه الموصلات إلى المعدن، وبالتالي تخفض مستوى فيرمي لأشباه الموصلات وتزيد من مستوى المعدن.
- في ظل التوازن، يتلاشى اختلاف وظيفة العمل وتصطف مستويات فيرمي عبر الواجهة، وسيتم تشكيل طبقة هيلمهولتز المزدوجة بالقرب من التقاطع، حيث يكون المعدن مشحونًا سالبًا، ويتم شحن أشباه الموصلات بشكل إيجابي بسبب هذا الحث الكهروستاتيكي، وبالتالي ، مجال كهربائي صافي
من أشباه الموصلات إلى المعدن.
- نظرًا لانخفاض تركيز ناقلات الشحن المجاني في أشباه الموصلات، لا يمكن فحص المجال الكهربائي بشكل فعال، على عكس المعدن حيثه=0
في الجزء الأكبر، ويؤدي هذا إلى تكوين منطقة نضوب بالقرب من سطح أشباه الموصلات.
- في هذه المنطقة، تنحني حواف نطاق الطاقة في أشباه الموصلات لأعلى نتيجة الشحنة المتراكمة والمجال الكهربائي المرتبط بها بين أشباه الموصلات والسطح المعدني.
- في حالة ϕم<ϕس، يتم مشاركة الإلكترونات من المعدن إلى أشباه الموصلات، فينتج عنه مجال كهربائي يشير في الاتجاه المعاكس، ومن ثم انحناء الشريط يكون لأسفل.
