안녕하십니까 교수님. 강의 영상 정말 감사합니다. 강의 중 궁금한 내용이 있어 질문드립니다. chapter 5에서 Einstein's relationship은 thermal equilibrium 에서만 성립이 된다고 하셨는데, 04:45 에서 Einstein's relationship을 이용하셨습니다. 00:45 에서 반도체의 일부분 영역에 빛이 들어오는 상황을 가정하셨는데 이렇게 되면 nonequilibrium 가 되어 Einstein's relationship은 이용할 수 없는게 아닌지 궁금합니다. 감사합니다!
네 생각하는 것이 맞습니다. 엄밀히 말하면 Einstein's relationship 을 사용할 수 없는데, 빛이 들어오는 영역을 매우 좁은 영역으로 한정하고 (예: 반도체의 표면), e-h pair 가 이동해나가는 나머지 영역은 거의 equilibrium 상태라고 가정한 것입니다.
안녕하세요 교수님 0:57에서 가운데에 빛이들어와서 전자와 홀이 생긴다고 하셨는데 빛을 Eapp라고 생각하면 되나요? 아니면 빛을 쬐여주고 Eapp를 가했더니 왼쪽으로 전자가 이동하고 홀은 오른쪽으로 이동한더고 생각하면 되나요? 가운데로 빛이 들어간다고해서 꼭 전자가 왼쪽으로 가고 홀이 오른쪽으로 가지는 않을거 같아서 질문드립니다.
답변 감사합니다 교수님, 최초에 제가 물어본 질문은 ambipolar transport결과에 대해 물어봤다기 보다는 초창기에 빛을 쬐어준 이후 Eint가 왜 생기는지 궁금했어서 생각해보다가 ”Eapp때문에 전자와 홀이 왼쪽 오른쪽으로 배치가 되고 따라서 Eint가 생긴건가??“가 궁금해서 질문드렸습니다.
안녕하세요 교수님. 강의를 보다가 질문이 생겨서 질문드립니다! 1. 강력한 bias를 걸어줘서 EHPs의 쿨롱힘보다 더 큰 외부 전기장이 가해져도 쌍은 그대로 유지되어 이동하나요? 2. pn-junction 기반 photo detector를 예로들면 depletion region이 아니라 bulk에서 광전 효과로 인해 excess carrier들이 생성이 된다면 이때는 EHPs가 따로 이동하는 것이 아닌 ambipolar현상으로 이동하는게 맞나요? 항상 감사합니다!
2번 질문은 잘못 말씀드린것 같습니다. 죄송합니다. 그러면 답변 주신 내용을 기반으로 교재 14장에 나오는 내용인 p-n junction기반 photo detector의 anode에 빛이 쏘아지면 광전효과에 의해 carrier가 생성이 되는것과 p-n junction 기반 solar cell 에서 depletion region 부근에 빛이 쏘아지면 EHPs가 생성되는 내용에서 후자의 경우는 광전효과라고 말할 수 없는건지 궁금합니다.
@user-ku3dj5qs7e 뭔가 잘못이해하고 있는것 같은데, 1. photodetector 에 빛이 쪼여지는 부분은 depletion region 입니다. anode 에 빛이 쪼여지지 않습니다. 2. solar cell이든 photodetector이든 반도체에서 빛이 EHP를 만드는 현상은, 광전효과와 아무런 관련이 없습니다.
안녕하세요 교수님. 항상 양질의 강의를 유튜브를 통해 제공해주심에 감사드립니다. 본 강의를 보고 궁금한점이 생겨 댓글 남깁니다. (1) depletion region에 빛에의한 excess carrier가 생겼을때 또한 ambipolar transport로 움직인다고 할 수 있을까요? (2)만약 (1) 질문에 의한 답이 ambipolar transport로 수송될 수 있다면, dpletion region에서 생성된 excess carrier가 low level injection을 성립시킬 수 있을지 궁금합니다. 아무래도 depletion region은 mobile carrier가 존재하지 않기 때문에 low level injeciton이 성립되지 않을거라 예상은 되지만 혹시나 싶어 질문드립니다. 감사합니다.
'ambipolar transport' 에 대한 정의에 따라 질문의 답이 달라질 수 있는데, 1. 우선 이 강의의 교재에서는, ambipolar transport 는 중성영역에서 electron-hole 쌍이 존재할 때, 쌍으로 움직이는 현상으로 국한하여 정의하고 있습니다. 따라서 depletion region 은 애초에 중성영역이 아니기 때문에, 이 강의에서 설명한 것과 같은 ambipolar transport 가 발생하지 않습니다. 2. 하지만 일반적으로는, electron 과 hole 이 동시에 전류를 형성하는 상황에 대해서 (꼭 쌍으로 움직이지 않더라도) ambipolar transport 라고 지칭합니다. 따라서 일반적인 관점에서는 depletion region 에 photocarrier 가 생성되면 ambipolar transport 가 발생할 수 있습니다. 3. 다음 [기초반도체공학] 과목에서 pn diode 에서 배우게 될것인데, 실제로는 비평형상태이지만 평형상태로 근사할 수 있는지를 고려해볼 때, low-level injection 조건을 따져보게 됩니다. depletion region 은 평형상태로 근사가 가능한 영역이 애초에 아닙니다.
강의 잘 봤어요! Q. Low level injection, p-type에서 ambipolar transport를 볼 때, electron-hole pair의 확산계수, 모빌리티는 minority carrier electron에 의해 결정된다고 유도하셨어요! 그럼 excess electron lifetime과 excess hole lifetime은 같다고 봐도 될까요? (혹 이 excess electron lifetime과 excess hole lifetime이 다르다면, e-h pair 관점에서 봐서 excess electron은 excess hole과 대부분 recombine하는데, doping에 의한 hole과도 recombine할 수 있어서라고 이해해도 될까요?)
안녕하세요 교수님 강의중에 질문이 있어 글 남깁니다. ambipolar가 excess hole과 electron이 전기적 특성때문에 같이 붙어 다닌다 말씀하셨는데, 이때의 excess hole과 electron은 각각 valence, conduction band에 있어 둘 사이의 에너지갭 때문에 같이 뭉치기 힘들지 않나요? 만약 excess hole과 electron이 한쌍으로 같이 다닌다면 n0와 p0또한 전기적 특성으로 한쌍으로 묶여있어야 하는것이 아닌가요?
교수님 답변 감사합니다. Excess hole과 electron이 같이 뭉쳐다니기엔 에어지갭이라는 물리적 거리차이때문에 힘들것 같다고 생각하였습니다. 에너지갭이 에너지차이일뿐 물리적 거리 차이는 없는건가요? 두번째 질문은 excess hole과 electron과 마찬가지로 n0, p0도 똑같이 극성이 반대이고 conduction, valence band에 존재하니 excess carrier들처럼 뭉쳐서 하나의 특성(mobility,diffusion constant)를 가져야하는것 아닌가요?? Excess carrier와 n0, p0가 같은 조건을 가지는데 excess carrier만 뭉쳐서 하나의 특성을 갖는 것이 이해가 되지 않습니다.
@@김현수-w4l4l 1. 에너지갭은 말 그대로 에너지 차이 입니다. 물리적인 거리와는 전혀 상관이 없습니다. 2. 이전 강의들에서 배웠듯이 n0 와 p0 는 doping 에 의해 형성됩니다. 즉, 반도체 내부 군데군데 dopant 들이 주입되면서 전자 또는 홀들을 만들어 냅니다. 하지만 전자와 홀을 동시에 만들어내지는 않습니다. donor 를 넣어주면 전자가 추가되고, acceptor 를 넣어주면 홀이 추가됩니다. 반대로 ambipolar transport 상황에서는, 전자와 홀이 (빛 또는 외부 요인에 의해) 동시에 생성됩니다. 즉, 같은 위치에서 전자와 홀이 동시에 생성되고, 이 둘 사이의 정전기적 인력에 의해 같이 쌍으로 움직이는 것입니다.
![[물리전자공학|6.5] #ambipolar transport (2) #ambipolar transport 에 의해 생성되는 전류 계산](http://i.ytimg.com/vi/392reKIyndY/mqdefault.jpg)
![[물리전자공학|6.5] #ambipolar transport (2) #ambipolar transport 에 의해 생성되는 전류 계산](/img/tr.png)
![[물리전자공학|6.3] #연속방정식 #continuity equation #캐리어 농도의 시간적&공간적 변화 #반도체의 전기적 특성을 결정하는 방정식](http://i.ytimg.com/vi/SC1AmWwhPhg/mqdefault.jpg)
![[#인기급상승] 걱정 말아요 아무도 이해 못 했으니까^^ 물리학과에서 1년 동안 배우는 양자역학 심화과정 15분 만에 배우기?!| #신기한과학나라](/img/1.gif)
안녕하십니까 교수님. 강의 영상 정말 감사합니다. 강의 중 궁금한 내용이 있어 질문드립니다. chapter 5에서 Einstein's relationship은 thermal equilibrium 에서만 성립이 된다고 하셨는데, 04:45 에서 Einstein's relationship을 이용하셨습니다. 00:45 에서 반도체의 일부분 영역에 빛이 들어오는 상황을 가정하셨는데 이렇게 되면 nonequilibrium 가 되어 Einstein's relationship은 이용할 수 없는게 아닌지 궁금합니다. 감사합니다!
네 생각하는 것이 맞습니다. 엄밀히 말하면 Einstein's relationship 을 사용할 수 없는데, 빛이 들어오는 영역을 매우 좁은 영역으로 한정하고 (예: 반도체의 표면), e-h pair 가 이동해나가는 나머지 영역은 거의 equilibrium 상태라고 가정한 것입니다.
@@DevicePhysics 답변 감사합니다!
강의를 너무 잘하셔서 감동의 눈물 흘리고 있습니다.
안녕하세요 교수님 0:57에서 가운데에 빛이들어와서 전자와 홀이 생긴다고 하셨는데 빛을 Eapp라고 생각하면 되나요? 아니면 빛을 쬐여주고 Eapp를 가했더니 왼쪽으로 전자가 이동하고 홀은 오른쪽으로 이동한더고 생각하면 되나요?
가운데로 빛이 들어간다고해서 꼭 전자가 왼쪽으로 가고 홀이 오른쪽으로 가지는 않을거 같아서 질문드립니다.
전부 잘못 이해하고 있습니다. 다시 강의를 이해해보길 바랍니다. 전자와 홀 쌍이 외부전기장(Eapp)나 확산에 의해 이동하는 현상이 ambipolar transport 입니다.
감사합니다 0:57초의 ppt를 보고 Eapp에 의해서 왼쪽에는 전자, 오른쪽에는 홀이 배치되고 이것으로 인해 Eint가 생성된다. 라고 이해했는데 이건 틀린건가요?
1:07에서 전자들과 홀이 저렇게 왼쪽 오른쪽으로 나눠져서 보이는이유가 Eapp때문이라고 생각했습니다. 그렇다면 전자들과 홀은 어떻게 생성되었는가를 생각해보았을때 빛을 쬐어주었기 때문에 생성이 되었다라고 이해했습니다. 이건 맞는 설명일까요…?
@@김이이-s7s 이미 앞의 강의들에서 배웠습니다. 빛이 반도체에 쪼여지면, 빛의 에너지에 의해 valence band 에 있는 전자가 conduction band 로 올라갈 수 있습니다. 따라서 전자와 홀 쌍이 생성됩니다.
답변 감사합니다 교수님, 최초에 제가 물어본 질문은 ambipolar transport결과에 대해 물어봤다기 보다는 초창기에 빛을 쬐어준 이후 Eint가 왜 생기는지 궁금했어서 생각해보다가
”Eapp때문에 전자와 홀이 왼쪽 오른쪽으로 배치가 되고 따라서 Eint가 생긴건가??“가 궁금해서 질문드렸습니다.
안녕하세요 교수님. 강의를 보다가 질문이 생겨서 질문드립니다!
1. 강력한 bias를 걸어줘서 EHPs의 쿨롱힘보다 더 큰 외부 전기장이 가해져도 쌍은 그대로 유지되어 이동하나요?
2. pn-junction 기반 photo detector를 예로들면 depletion region이 아니라 bulk에서 광전 효과로 인해 excess carrier들이 생성이 된다면 이때는 EHPs가 따로 이동하는 것이 아닌 ambipolar현상으로 이동하는게 맞나요?
항상 감사합니다!
1. 분리됩니다.
2. 질문이 이해되지 않습니다. photodetector 에서 bulk 영역에 빛이 쪼여지는 상황은 없습니다. 그리고 광전효과와 EHP 생성은 관련이 없습니다.
2번 질문은 잘못 말씀드린것 같습니다. 죄송합니다.
그러면 답변 주신 내용을 기반으로 교재 14장에 나오는 내용인 p-n junction기반 photo detector의 anode에 빛이 쏘아지면 광전효과에 의해 carrier가 생성이 되는것과 p-n junction 기반 solar cell 에서 depletion region 부근에 빛이 쏘아지면 EHPs가 생성되는 내용에서 후자의 경우는 광전효과라고 말할 수 없는건지 궁금합니다.
@user-ku3dj5qs7e 뭔가 잘못이해하고 있는것 같은데,
1. photodetector 에 빛이 쪼여지는 부분은 depletion region 입니다. anode 에 빛이 쪼여지지 않습니다.
2. solar cell이든 photodetector이든 반도체에서 빛이 EHP를 만드는 현상은, 광전효과와 아무런 관련이 없습니다.
안녕하세요 교수님. 항상 양질의 강의를 유튜브를 통해 제공해주심에 감사드립니다. 본 강의를 보고 궁금한점이 생겨 댓글 남깁니다.
(1) depletion region에 빛에의한 excess carrier가 생겼을때 또한 ambipolar transport로 움직인다고 할 수 있을까요?
(2)만약 (1) 질문에 의한 답이 ambipolar transport로 수송될 수 있다면, dpletion region에서 생성된 excess carrier가 low level injection을 성립시킬 수 있을지 궁금합니다.
아무래도 depletion region은 mobile carrier가 존재하지 않기 때문에 low level injeciton이 성립되지 않을거라 예상은 되지만 혹시나 싶어 질문드립니다.
감사합니다.
'ambipolar transport' 에 대한 정의에 따라 질문의 답이 달라질 수 있는데,
1. 우선 이 강의의 교재에서는, ambipolar transport 는 중성영역에서 electron-hole 쌍이 존재할 때, 쌍으로 움직이는 현상으로 국한하여 정의하고 있습니다.
따라서 depletion region 은 애초에 중성영역이 아니기 때문에, 이 강의에서 설명한 것과 같은 ambipolar transport 가 발생하지 않습니다.
2. 하지만 일반적으로는, electron 과 hole 이 동시에 전류를 형성하는 상황에 대해서 (꼭 쌍으로 움직이지 않더라도) ambipolar transport 라고 지칭합니다.
따라서 일반적인 관점에서는 depletion region 에 photocarrier 가 생성되면 ambipolar transport 가 발생할 수 있습니다.
3. 다음 [기초반도체공학] 과목에서 pn diode 에서 배우게 될것인데,
실제로는 비평형상태이지만 평형상태로 근사할 수 있는지를 고려해볼 때, low-level injection 조건을 따져보게 됩니다.
depletion region 은 평형상태로 근사가 가능한 영역이 애초에 아닙니다.
강의 잘 봤어요!
Q. Low level injection, p-type에서 ambipolar transport를 볼 때, electron-hole pair의 확산계수, 모빌리티는 minority carrier electron에 의해 결정된다고 유도하셨어요! 그럼 excess electron lifetime과 excess hole lifetime은 같다고 봐도 될까요?
(혹 이 excess electron lifetime과 excess hole lifetime이 다르다면, e-h pair 관점에서 봐서 excess electron은 excess hole과 대부분 recombine하는데, doping에 의한 hole과도 recombine할 수 있어서라고 이해해도 될까요?)
같다고 보면 됩니다.
안녕하세요 교수님, 제가 알고있는 부분으로는 이동도가 항상 양수로써 존재하는 것으로 알고 있는데, p-type semiconductor 에서 켤레전하가 가지는 이동도가 어떻게 전자의 이동도의 음수가 나오는지 궁금해서 댓글 남깁니다. 항상 감사히 잘 듣고 있습니다!
p-type 에서는 그냥 un 이 됩니다. 다시 식을 확인 바랍니다.
안녕하세요 교수님 강의중에 질문이 있어 글 남깁니다. ambipolar가 excess hole과 electron이 전기적 특성때문에 같이 붙어 다닌다 말씀하셨는데, 이때의 excess hole과 electron은 각각 valence, conduction band에 있어 둘 사이의 에너지갭 때문에 같이 뭉치기 힘들지 않나요? 만약 excess hole과 electron이 한쌍으로 같이 다닌다면 n0와 p0또한 전기적 특성으로 한쌍으로 묶여있어야 하는것이 아닌가요?
1. 에너지밴드갭과 같이 뭉쳐있기 힘든 것 사이에 어떻게 연관되어 있다고 생각하는 것인가요?
2. n0 와 p0 가 한쌍으로 묶여있다는 말이 정확히 무슨 뜻인가요? 농도값이 같아져야 한다는 말인가요?
교수님 답변 감사합니다.
Excess hole과 electron이 같이 뭉쳐다니기엔 에어지갭이라는 물리적 거리차이때문에 힘들것 같다고 생각하였습니다. 에너지갭이 에너지차이일뿐 물리적 거리 차이는 없는건가요? 두번째 질문은 excess hole과 electron과 마찬가지로 n0, p0도 똑같이 극성이 반대이고 conduction, valence band에 존재하니 excess carrier들처럼 뭉쳐서 하나의 특성(mobility,diffusion constant)를 가져야하는것 아닌가요?? Excess carrier와 n0, p0가 같은 조건을 가지는데 excess carrier만 뭉쳐서 하나의 특성을 갖는 것이 이해가 되지 않습니다.
@@김현수-w4l4l 1. 에너지갭은 말 그대로 에너지 차이 입니다. 물리적인 거리와는 전혀 상관이 없습니다.
2. 이전 강의들에서 배웠듯이 n0 와 p0 는 doping 에 의해 형성됩니다. 즉, 반도체 내부 군데군데 dopant 들이 주입되면서 전자 또는 홀들을 만들어 냅니다. 하지만 전자와 홀을 동시에 만들어내지는 않습니다. donor 를 넣어주면 전자가 추가되고, acceptor 를 넣어주면 홀이 추가됩니다.
반대로 ambipolar transport 상황에서는, 전자와 홀이 (빛 또는 외부 요인에 의해) 동시에 생성됩니다. 즉, 같은 위치에서 전자와 홀이 동시에 생성되고, 이 둘 사이의 정전기적 인력에 의해 같이 쌍으로 움직이는 것입니다.
교수님 덕분에 명쾌하게 이해되었습니다 감사합니다..!
소중한 강의 감사합니다!
안녕하세요 교수님! ambipolar transport에서 e-h pair는 diffusion으로 이동하는 것이 아닌가요? 자료에서 Epp가 무엇인지 궁금합니다!
또한 빛에너지에 의한 uniformly doped semiconductor에서의 excess carrier는 항상 ambipolar transport 형태로 이동하는지 궁금합니다.
Eapp 는 외부에서 인가된 전기장입니다. e-h pair 는 일반적인 캐리어와 마찬가지로 확산과 드리프트에 의해 움직입니다.
@@sleepylazy6610아닙니다. 전자와 홀이 따로따로 움직이는 경우도 있습니다. ambipolar tansport 는 특별한 상황중 하나 입니다.
@@DevicePhysics 감사합니다! 말씀해주신 내용으로 정리하도록 하겠습니다.
평상시에선 n형이든 p형이든 과잉캐리어는 델타n=델타p인건가요?
평상시(?)라고 물어보면 답을 할 수 없습니다. 이전 강의에서 thermal equilibrium state 와 steady state에 대해서 배웠으니 복습해보길 바랍니다.