擴散長度英文解釋翻譯、擴散長度的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 diffusion length

分詞翻譯：

擴散的英語翻譯：

diffuse; pervasion; proliferate; spread
【計】 scattering
【化】 scatter
【醫】 diffuse; diffusion; extensioin; generalization; generalize; irradiation

長度的英語翻譯：

in length; length
【化】 length
【醫】 L.; length

專業解析

在半導體物理和材料科學領域，擴散長度（Diffusion Length）是一個關鍵參數，它描述了非平衡載流子（電子或空穴）在發生複合前，通過擴散運動在材料中平均能夠移動的距離。它反映了載流子在材料中擴散能力的強弱以及壽命的長短。

詳細解釋：

物理意義：
- 當半導體中存在濃度梯度時（例如光照産生非平衡載流子或PN結附近），載流子會從高濃度區域向低濃度區域擴散。
- 在擴散過程中，載流子會不斷與晶格、雜質、其他載流子等發生相互作用，最終複合消失。
- 擴散長度（通常用符號 L 表示，電子為 Lₙ，空穴為 Lₚ）定量地表示了一個非平衡載流子從産生點到複合點所能經過的直線距離的均方根值。它代表了載流子擴散運動與複合過程的綜合效果。
數學表達：擴散長度 L 由載流子的擴散系數 D（Diffusion Coefficient）和少數載流子壽命 τ（Minority Carrier Lifetime）共同決定： $$ L = sqrt{D tau} $$
- D (擴散系數)：衡量載流子在濃度梯度驅動下移動快慢的物理量，單位通常是 cm²/s。它與載流子的遷移率 μ 通過愛因斯坦關系相聯繫（D = (kT/q)μ）。
- τ (少數載流子壽命)：指非平衡少數載流子在半導體中平均存在的時間，單位通常是秒（s）。它反映了載流子複合過程的快慢。
- 因此，擴散長度越長，意味着載流子擴散能力越強（D大）或者壽命越長（τ大），能夠在複合前擴散到更遠的地方。
重要性與應用：
- 器件性能關鍵參數：擴散長度是決定許多半導體器件（如太陽能電池、雙極晶體管、光電探測器）效率的核心參數之一。
  - 太陽能電池：光生載流子需要擴散到PN結附近才能被内建電場分離收集形成電流。如果擴散長度太短，大部分光生載流子在到達結區前就複合掉了，導緻電池效率低下。理想情況下，擴散長度應遠大于器件的物理厚度或耗盡區寬度。
  - 雙極晶體管：基區少數載流子的擴散長度直接影響晶體管的電流放大系數和頻率特性。
- 材料質量表征：擴散長度（尤其是少數載流子擴散長度）是表征半導體材料質量的重要指标。較長的擴散長度通常意味着材料晶體質量高、缺陷密度低、雜質少，因為缺陷和雜質是載流子複合的中心，會顯著降低載流子壽命 τ，從而縮短擴散長度。因此，測量擴散長度是評估半導體材料（如矽片）質量的重要手段。
影響因素：
- 材料本身：不同半導體材料（如矽、鍺、砷化镓）具有不同的本征載流子遷移率和壽命。
- 摻雜濃度：高摻雜會引入更多的雜質散射，降低遷移率 μ（從而降低 D），同時可能增加俄歇複合等複合機制，降低 τ，最終導緻擴散長度縮短。
- 缺陷密度：晶體缺陷（位錯、晶界等）是強複合中心，會顯著降低 τ，縮短擴散長度。
- 溫度：溫度會影響載流子的遷移率、擴散系數以及各種複合機制的速率，從而影響擴散長度。

權威參考來源：

施敏 (S. M. Sze), 半導體器件物理 (Physics of Semiconductor Devices), 第3版. 這本經典教材是半導體領域的權威著作，在讨論PN結、雙極晶體管、太陽能電池等器件的原理和特性時，深入闡述了擴散長度的概念、計算及其對器件性能的決定性作用。
Robert F. Pierret, 半導體器件基礎 (Semiconductor Device Fundamentals). 這本教材同樣被廣泛采用，對載流子輸運過程（包括擴散和漂移）、連續性方程以及擴散長度的定義和意義有清晰的基礎性講解。
*牛津材料科學詞典 (Oxford Dictionary of Materials Science). 提供對專業術語的标準定義和簡明解釋。
美國可再生能源實驗室 (NREL) 關于太陽能電池的文檔. NREL作為世界領先的可再生能源研究機構，在其關于矽基或其他材料太陽能電池技術的研究報告和科普材料中，會強調擴散長度作為關鍵材料參數的重要性及其測量方法。

網絡擴展解釋

擴散長度是物理學和材料科學中的重要概念，具體解釋如下：

1.基本定義

擴散長度指物質（如載流子、中子等）在擴散過程中移動的有效距離。在不同領域有不同含義：

半導體領域：指少數載流子（如電子或空穴）在複合前擴散的平均距離，反映材料質量和載流子壽命。
核物理領域：如熱中子從産生到被俘獲的直線移動距離。

2.計算公式

擴散長度的通用公式為： $$ L = sqrt{D cdot tau} $$ 其中：

( L ) 為擴散長度；
( D ) 為擴散系數；
( tau ) 為載流子壽命。
（注：中的公式 ( L = D/sqrt{2Dt} ) 可能存在表述錯誤，需結合具體場景判斷。）

3.物理意義

材料性能指标：擴散長度越長，說明材料缺陷少、載流子壽命長，例如單晶矽的擴散長度高于多晶矽和非晶矽。
應用影響：在太陽能電池中，擴散長度直接影響光生載流子的收集效率，進而決定電池的轉換效率。

4.應用領域

半導體器件：評估太陽能電池、晶體管等器件的性能。
核反應研究：分析中子擴散行為。
環境與化學：預測污染物擴散或化學反應中的物質遷移。

擴散長度是衡量物質擴散能力的關鍵參數，其數值與材料性質直接相關。需結合具體領域（如半導體、核物理）理解其含義，公式需注意適用條件。