Típusú rekombináció - studopediya
Attól függően, hogy a mechanizmus, háromféle rekombináció: interband rekombináció, rekombináció révén a helyi központok és felületi rekombináció.
Interband rekombinációt hajtunk végre, hogy a szabad elektron a vezetési sáv a vegyérték sáv, amely kíséri a megsemmisítése a szabad elektron és egy lyuk a helyszínen, ahol a kötött elektron jelenik meg. Ez a folyamat megfelel a törvényi energiamegmaradás és a lendület. Mivel az energia az elektron vegyértékelektronját kisebb, mint az elektron energia a vezetési sávban, a interband rekombinációs folyamatot kell kísérnie az energia felszabadítását
Attól függően, hogy milyen energiát fogyaszt, az alábbi interband rekombináció:
Emissivity. ahol az energia # 916; E formájában kibocsátott egy fénykvantum (foton);
nonradiative ahol az energia # 916; E továbbított kristályrács, hogy az elfogyasztott kialakulását fonon.
Amikor sugárzási interband rekombináció szerint a törvény az energiamegmaradás kell kibocsátott foton energiával
A törvény azonban a lendületmegmaradás hogy
Mivel foton lendület h # 965; / C képest elhanyagolható a lendület az elektron, az utóbbi lehet újraírni az egyenlet
Figyelembe véve, - PB, mint egy impulzus szabad lyuk, arra a következtetésre jutunk, hogy a interband sugárzásos rekombináció csak azok az átmenetek a vezetési sávban elektron kotoroh megfelel a vegyérték sáv nyílás, amelynek egyenlő nagyságú és ellentétes irányú a lendület.
Könnyen azt mutatják, hogy a interband sugárzási rekombináció aránya növekszik csökkenő szélessége a tiltott sávban a félvezető és növeli annak hőmérsékletét. Ezért, ez a fajta rekombináció csak egyetlen érték félvezető keskeny tiltott zóna és megfelelően magas hőmérsékleten.
A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy az egyre uralja az emissziós növekvő bandgap nonradiative rekombináció. Ez az ellentmondás azzal magyarázható, hogy a bandgap nagyobb valószínűséggel, mint a közvetlen átmenetet rajta, és az átmenetek révén helyi szinten található az energia különbség.
A rekombináció útján helyi szinten (központok). Ahogy azt korábban kifejtettük, a jelenléte a hibák és a szennyeződések a félvezető megjelenéséhez vezet az energia diagramja helyi energia szintje található a tiltott zónában. Tekintsük milyen szerepet játszanak ebben a folyamatban a rekombináció a szabad töltéshordozók.
Tegyük fel, hogy a félvezető bandgap donor, amelynek jelentős koncentrációban vezetési sáv elektronok, mentes a helyi szintű El (ábra. 8a), amelynek jelenléte annak köszönhető, hogy a jelenléte szennyező atomok vagy rácsos hiba. Ebben az esetben a rekombináció történik két szakaszban történik.
Az első lépés az, hogy rögzítse a vezetési sávban elektron meghatározott szennyező atom oooooo (vagy, éget, helyi elektronkibocsátó Capture szinten Ed, nyílnak megfelelően 1 ábrán. 8a). Az ezt követő viselkedés A befogott elektron lehet kétféleképpen. Az elektron tudja mozgatni a vegyérték sáv (nyíl 2) át a szabad réteg, amely egyenértékű, hogy rögzítse a helyi szintre a lyuk és rekombináció az elektronok. Lehetséges és nyíllal jelzett 3 hátrameneti hőátvitel egy elektron a vezetési sávban. Etomt folyamat megakadályozza rekombinációs elektronok és lyukak. Így, az intenzitás a rekombinációs folyamat által adott folyamatok a valószínűségek nyilak által jelzett 2 és 3.
Ha a helyi szint közel az alsó a vezetési sáv, vagy a vegyérték sáv (ábra. 8b), azaz kicsi a valószínűsége, hogy rekombináció az áramlási rajtuk keresztül kisebb, mint a valószínűsége interband rekombináció. Ezért a jelenléte a kis helyi szintek csak a vezet energetikai cseréje elektronok között, és a vezetési sáv (vagy vegyérték sáv), és nem járul hozzá a rekombinációs folyamat. Hibák vagy szennyeződéseket, amelyek kialakulásához vezet az ilyen helyi szinten nevezett csapdák befogják vagy beszorulás központokban.
Ha a helyi mély szinten. Swapping a valószínűsége fordított (például egy elektron a vezetési sávban) elhanyagolható túlsúlyban lyuk rögzítési folyamatot, azaz van egy intenzív rekombinációs folyamat.
Hibák vagy szennyeződéseket, amelyek miatt a megjelenése mély lokalizált szintet, amelyen az eljárást rekombináció szabad elektronok és lyukak, az úgynevezett rekombináció rekombináció központok vagy csapdákat.
Nagy intenzitású a rekombináció a rekombinációs csapdák azért van, mert ebben a mechanizmusban, a többlet energia adódik át a rács két szakaszban (két megközelítőleg egyenlő részletben), azaz minden egyes lépésében a reakció minimális számú fonon részt, mint amikor a interband rekombináció. Ugyanilyen fontos az a tény, hogy a valószínűsége lyukak ülések fix elektronok lokalizálódik a hiba, lényegesen nagyobb a valószínűsége a találkozás az elektron mobilitást.
A akceptor szennyező félvezető, amely nagy koncentrációban a lyukak a vegyérték sáv, az első lépés a rekombinációs lyukak átmenet a vegyérték sáv a helyi rekombinációs szinten, és a második lépésben - a felvétel a vezetési sáv elektron és való rekombinációját a lyuk. Fordított hőátvitel lyukak a vegyérték sáv megakadályozza, hogy a rekombinációs folyamat.
Megjegyezzük, hogy az intenzitás a rekombináció az egész csapda rekombinációs mértékétől függ az adalékolás a félvezető. A belső félvezető minimális, és növekszik, ahogy az, mint a kívül a donor és akceptor, mint hozzá szennyeződések.