В зависимост от механизма, има три вида рекомбинация: interband рекомбинация, рекомбинация чрез местни центрове и повърхностна рекомбинация.
Interband рекомбинация се осъществява чрез преминаване на свободен електрон от проводимата зона на валентната зона, което е съпроводено с унищожаването на един свободен електрон и дупка на мястото, където се появява граница електрон. Този процес се извършва в съответствие със законите на запазване на енергията и инерция. Тъй като енергията на електрон в валентната зона е по-малка от електронна енергия в проводимата зона на процеса на interband рекомбинация трябва да бъде придружено от освобождаването на енергия
В зависимост от това, което консумира енергия, за следните видове interband рекомбинация:
Емисийната. при която енергията # 916 Е се отделя под формата на светло квантовата (фотон);
nonradiative, при която енергията # 916 Е предава кристална решетка, която е вложена в образуването на фонони.
Когато излъчващ interband рекомбинация в съответствие със закона за запазване на енергията трябва да бъде излъчен фотон с енергия
Въпреки това, законът за запазване на инерцията, че
Тъй фотон инерция з # 965; / C е незначително в сравнение с инерцията на електрона, последният може да бъде пренаписана като уравнение
Като се има предвид - PB като импулс безплатно дупка можем да заключим, че interband излъчващ рекомбинация може само тези преходи в банда електрон на проводимост kotoroh отговаря валентност лента дупка като равен по сила и обратна по посока на инерция.
Лесно е да се покаже, че interband радиационните процент нараства рекомбинация с намаляване на ширината на забранената групата на полупроводника и повишаване на нейната температура. Ето защо, този вид на рекомбинация може да има само една стойност за един полупроводник с тесен забранена зона и при достатъчно високи температури.
Опитът показва обаче, че все доминира емисийната с увеличаване на Bandgap nonradiative рекомбинация. Това противоречие се обяснява с факта, че като Bandgap става все по-вероятно, отколкото директно преходи през него, и преходи чрез местни нива, разположени в забранената зона.
Рекомбинацията чрез местно ниво (центрове). Както обяснихме по-рано, наличието на дефекти и примеси в полупроводника води до появата на неговата енергийна схема на местни енергийни нива, разположени в забранената зона. Помислете каква роля, която играят в процеса на рекомбинация на свободните носители такса.
Да предположим, че полупроводникови Bandgap донор като значителна концентрация на проводимост електрони, е свободен местно ниво на El (Фиг. 8а), в присъствието на което се дължи на наличието на примеси атома или решетка дефект. В този случай, рекомбинацията се извършва на два етапа.
Първата стъпка е да улови проводимост електрон определен примес атом oooooo (или, изгаряне, местно ниво улавяне проводимост електрон Ed, както е показано със стрелка 1 на фиг. 8а). Последващото поведение на заловеното електрон може да бъде по два начина. Електроните могат да се движат, за да валентната зона (стрелка 2) в сравнение с безплатната слой, което е еквивалентно на улавяне на местно ниво от дупката и рекомбинацията с електроните. Възможни и посочена от стрелката 3 обратна термотрансферен електрон да лента проводимост. Etomt процес предотвратява рекомбинация на електрони и дупки. Така, интензивността на процеса на рекомбиниране се дава от процесите на вероятностите показан чрез стрелките 2 и 3.
Ако местно ниво са близо до дъното на лентата проводимост или валентната зона (фиг. 8Ь), т.е. са малки, вероятността от рекомбинация на потока през тях е толкова малка, колкото вероятността interband рекомбинация. Поради това, наличието на малки местни нива води само до енергичен обмен на електрони между тях и проводимата зона (или валентност лента) и не допринася за процеса на рекомбинация. Дефекти или примеси, които водят до появата на такива местни нива, наречени капани улавяне или притискане на центрове.
Ако местната дълбоко ниво. Замяната на вероятностите обратното (например, електрон в групата на проводимост) е незначителен преобладава процес отвор улавяне, т.е. има интензивен процес на рекомбинация.
Дефекти или примеси, които водят до появата на дълбоки локализирани нива, при които процесът продължава рекомбинация на свободни електрони и дупки, наречени рекомбинация като рекомбинация центрове или капани.
Висока интензивност на рекомбинацията на капани рекомбинация е така, защото в този механизъм, излишната енергия се прехвърля към решетката на два етапа (две приблизително равни части), т.е. при всеки етап в реакционната минимален брой фонони състоеше от когато рекомбинация на interband. Също толкова важно е фактът, че вероятността от дупки срещи с фиксирани електрони локализирани на дефекта, значително по-висока вероятност за среща със своя електрон мобилност.
В акцептор примес полупроводника имат имат висока концентрация на дупки в валентната зона, първата стъпка е рекомбинацията на дупки преход от валентната зона на местно ниво на рекомбинация, а втората стъпка - залавянето на електрона на проводимост и рекомбинацията с дупката. Обратните термични дупки трансфер в валентната зона предотвратява процеса на рекомбинация.
Имайте предвид, че интензивността на рекомбинацията през рекомбинацията на капан, зависи от степента на допинг на полупроводника. Вътрешният полупроводника е минимална и увеличава като например добавяне на донор и акцептор като добавяне на примеси.
Свързани статии