Генерация и рекомбинация Генерация – явление возбуждения электрона из V-зоны или примесного уровня, сопровождающееся появлением дырки. Темп генерации обозначается. - презентация

1 Генерация и рекомбинация Генерация – явление возбуждения электрона из V-зоны или примесного уровня, сопровождающееся появлением дырки. Темп генерации обозначается буквой G. Рекомбинация – явление исчезновения пары носителей (электрона и дырки). Темп рекомбинации обозначается буквой R.

2 Генерация Темновая (G 0 ) Темновая (G 0 ) Всегда присутствует. Темп зависит от ширины запрещённой зоны и от температуры. Неравновесная (G) Неравновесная (G) Появляется только при введении неравновесных носителей. Способы: Инжекция Инжекция Облучение Облучение

3 Виды рекомбинации «Зона-зона» (обычно излучательная) «Зона-зона» (обычно излучательная) Хотя может быть безизлучательной, если концентрации носителей невелеки. Через промежуточный уровень (ловушку) (обычно безизлучательная) Через промежуточный уровень (ловушку) (обычно безизлучательная) 1. Ловушка захватывает электрон, который в последствии переходит в V-зону. 2. Ловушка захватывает носитель одного знака, затем она захватывает носитель другого знака, который рекомбинирует с локализованным и переводит ловушку в нейтральное положение. 3. Но захват ловушкой носителя ещё не означает, что он прорекомбинирует, возможен вариант, когда он благополучно вернётся в свою зону (явление эмиссии). ECEC EVEV ECEC EVEV ErEr Hν~E g

4 Изменение во времени неравновесных концентраций носителей, если нет электрического тока и объёмных зарядов, описывается следующим выражением: Где n – концентрация носителей в данный момент, n 0 – равновесная концентрация электронов, τ n – характеристическое время жизни носителей.

5 G 0 – темп генерации в темноте,G 0 – темп генерации в темноте, R 0 – темп рекомбинации в темноте,R 0 – темп рекомбинации в темноте, γ – коэффициент рекомбинации,γ – коэффициент рекомбинации, N C, N V – эффективные плотности состояний в C-зоне и в V-зоне,N C, N V – эффективные плотности состояний в C-зоне и в V-зоне, E g – ширина запрещённой зоны,E g – ширина запрещённой зоны, kT – произведение постоянной Больцмана и температуры,kT – произведение постоянной Больцмана и температуры, G, R – темпы генерации и рекомбинации неравновесных носителей,G, R – темпы генерации и рекомбинации неравновесных носителей, n, p – неравновесные концентрации носителей.n, p – неравновесные концентрации носителей.

6 Отличия прямозонного полупроводника от непрямозонного В прямозонном полупроводнике квазиимпульс электрона в минимуме C-зоны равен квазиимпульсу дырки в максимуме V- зоны. В непрямозонных полупроводниках они неравны и это приводит к некоторым отличиям. Так, например, в непрямозонных полупроводниках вероятность излучательной рекомбинации мала, для её увеличения рядом с C-зоной вводят электронный уровень захвата E r, с помощью которого выравниваются импульсы носителей. ECEC EVEV Прямозонный полупроводник ECEC EVEV Непрямозонный полупроводник EgEg EgEg ErEr E E Hν~E g Hν~E g -E r