Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного...
Интересное:
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2022-11-27 | 24 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
При переходе электрона из зоны проводимости непосредственно в валентную зону излучается квант
При термодинамическом равновесии плотность равновесного излучения (равная скорости рекомбинации) равна числу поглощаемых квантов в единице объема за единицу времени (равному скорости генерации). При этом:
(1)
g r - коэффициент межзонной излучательной релаксации
При отклонении от равновесия n = n o + D n, p = p o + D p
Как уже отмечалось, n и p характеризуются тем же g r, что и n o и p o.
При этом,если не наступает вырождение, то сохраняется пропорциональность
и тогда:
(2)
Определим неравновесных носителей заряда при межзонной излучательной R. В общем случае
(3)
Когда внешнее возбуждение снято, скорость изменения концентрации определяется разностью и :
(4)
(5)
- изменение скорости рекомбинации при отклонении системы от равновесия.
Из (2):
(6)
(7)
Если D n =D p
(8)
При малом уровне возбуждения D n << n o + p o с учетом (1)
(9)
В собственном полупроводнике n o = p o = n i
(10)
Для полупроводника n -типа n o >> p o
(11)
Для р -типа: p o>> n o
(12)
|
Из (10)-(12) следует, что собственном п/п при межзонной излучательной рекомбинации уменьшается с ростом T и уменьшением D E g, а в примесном при < и уменьшается с увеличением степени легирования и Т.
На рис. показана зависимость от степени легирования при = const и D n << n o.+ р0 Логарифмическая шкала концентрации соответствует линейной шкале положения уровня Ферми, т.к. В максимумах D n / n i = 0 для верхней кривой и 1, 3, 10, 30 для последующих кривых.
Видно, что с увеличением уровня возбуждения в собственном полупроводнике резко уменьшается, а в примесном изменяется сравнительно слабо.
Вычислим величину , используя теорию Эйнштейна для равновесного излучения. Число квантовых состояний для фотонов в интервале импульса от р до p + dp в единице телесного угла равно:
(13)
Число фотонов с импульсом р, излучаемых в телесный угол d W:
, (14)
где 2 учитывает различную поляризацию света (две плоскости);
а
Импульс связи с энергией
(15)
- скорость света в среде, - показатель преломления среды: с – скорость света в вакууме.
(16)
Подставив (15) и (16) в (14) и проинтегрировав, по всем углам от 0 до 4 p получим
(17)
Если вероятность поглощения фотона с частотой n равна g (n), то
(18)
Если ввести еще и время жизни фотона, или ,
где длина свободного пробега фотона обратно пропорциональная коэффициенту поглощения , тогда
и (18) будет иметь вид
(19)
скорость межзонной излучательной рекомбинации.
Зная і ni находим
формули (11-12).
Вероятность рекомбинационного излучения (и следовательно ) уменьшается с повышением энергии квантов излучаемой при рекомбинации света, т.е. с ростом ширины запрещенной зоны полупроводника, а время жизни неравновесных носителей заряда при этом естественно растет (для межзонной излучательной рекомбинации.) (Это видно хотя бы из формул (10) и (1), если считать, что g r слабо зависит от D E g по сравнения с n i).
|
Оказалось, что излучательная межзонная рекомбинация () вносит существенный вклад в суммарную скорость рекомбинации в полупроводниках, когда ширина запрещенной зоны не превышает 0,5эВ и когда абсолютные экстремумы валентной зоны и зоны проводимости находятся при одинаковых значениях k (прямые переходы).
Т.о. в широкозонных полупроводниках (D E g ³ 0,5эВ) преобладают безизлучательные механизмы при межзонной рекомбинации. Однако количественная теория фононной безизлучательной рекомбинации испытывает серьезные трудности, т.к. энергия, выделяемая в акте рекомбинации не может быть унесена одним фононом, т.к. h w r = E ф << D E g (~ в 100 раз); в то же время процесс, сопровождающийся одновременным выделением сразу большого числа фононов, также маловероятен. Т.е. вероятность межзонной фононной рекомбинации мала. Остается ударная или Оже-рекомбинация, о которой мы поговорим в дальнейшем (ее вероятность тоже невелика).
Согласно (11) и (12), с увеличением степени легирования убывает, убывает.
Для исследования процессов межзонной излучательной рекомбинации следует использовать наиболее чистые полупроводники, т.к. с ростом количества дефектов (примесей) начинает преобладать рекомбинация через ловушки.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Особенности сооружения опор в сложных условиях: Сооружение ВЛ в районах с суровыми климатическими и тяжелыми геологическими условиями...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!