Рассмотрим резкий анизотипный p–N-гетеропереход, образованный в результате контакта узкозонного полупроводника p-типа с широкозонным полупроводником N-типа (рис. 5.1, а, б). (В литературе при обозначении гетероперехода заглавными буквами N или P принято обозначать тип проводимости более широкозонного полупроводника). В состоянии электронного равновесия (при отсутствии внешнего смещения) уровни Ферми обоих полупроводников должны совпадать. Напомним, что работа c, которую необходимо совершить для перевода электрона с уровня Ферми в точку, расположенную вне полупроводника за пределами области действия сил изображения, называется термодинамической работой выхода электрона из полупроводника.

Рис. 5.1. Построение энергетической диаграммы анизотипного p–N-гетероперехода в модели Андерсона [4]

С учетом этого полное изменение eU_к потенциальной энергии электрона в электростатическом поле при перемещении из полупроводника N-типа (2) в полупроводник p-типа (1) (т.е. изменение «уровня E_vac электрона в вакууме») должно удовлетворять соотношению

$e{U}_{\text{к}}={\text{χ}}_1-{\text{χ}}_2$,

(5.1)

где ${\chi }_1$ и ${\chi }_2$ – термодинамические работы выхода электрона из полупроводников 1 и 2. Однако конкретный характер зависимости E_vac от координаты z вблизи гетерограницы не определяется однозначно величинами ${\chi }_1$ и ${\chi }_2$ без дополнительных предположений.