Эффект Мосса- Бурштейна , также известный как сдвиг Бурштейна-Мосса, представляет собой явление, при котором видимая ширина запрещенной зоны полупроводника увеличивается , поскольку край поглощения сдвигается к более высоким энергиям в результате заселения некоторых состояний, близких к зоне проводимости . Это наблюдается для вырожденного распределения электронов, например, обнаруженного в некоторых вырожденных полупроводниках , и известно как сдвиг Мосса-Бурштейна . [1] [2]
Эффект возникает, когда концентрация электронных носителей превышает плотность состояний на краю зоны проводимости, что соответствует вырожденному легированию в полупроводниках . В номинально легированных полупроводниках уровень Ферми лежит между зоной проводимости и валентной зоной . Например, в n-легированном полупроводнике при увеличении концентрации легирования электроны заселяют состояния внутри зоны проводимости, что сдвигает уровень Ферми к более высокой энергии. В случае вырожденного уровня легирования уровень Ферми лежит внутри зоны проводимости. «Кажущуюся» ширину запрещенной зоны полупроводника можно измерить с помощью спектроскопии пропускания/отражения . В случае вырожденного полупроводника электрон из верхней части валентной зоны может быть возбужден только в зону проводимости выше уровня Ферми (который теперь находится в зоне проводимости), поскольку все состояния ниже уровня Ферми являются занятыми состояниями. Принцип исключения Паули запрещает возбуждение в эти занятые состояния. Таким образом, мы наблюдаем увеличение кажущейся ширины запрещенной зоны. Кажущаяся ширина запрещенной зоны = Фактическая ширина запрещенной зоны + сдвиг Мосса-Бурштейна (как показано на рисунке).
Также могут возникать отрицательные сдвиги Бурштейна. Они возникают из-за изменений структуры зон из-за легирования. [3]