Прямая рекомбинация
Cтраница 3
 |
Зависимость ширины запрещенной зоны твердого раствора GaAsi i Pt от х. [31] |
Замена фосфора азотом приводит к получению примесных центров, которые захватывают электроны, что обеспечивает прямую рекомбинацию в полупроводниковых материалах с непрямой запрещенной зоной. Это дает возможность изготовления СИД с излучением желтого и зеленого цветов, эффективность которых имеет такой же порядок, как у красных СИД. [32]
Далее происходит процесс термализации избыточных носителей [661] за счет испускания фононов, который более вероятен, чем прямая рекомбинация носителей противоположного знака. Избыточные носители, прежде чем произойдет рекомбинация, занимают область локализованных состояний. Такая решеточная релаксация ( рис. 119) служит причиной стоксовского сдвига полосы люминесценции относительно зонного края. [34]
Механизмы рекомбинации, приводящие к восстановлению нарушенного термодинамического равновесия, можно разделить на три основные категории: а) прямая рекомбинация; б) рекомбинация через центры захвата; в) поверхностная рекомбинация. [35]
Относительная важность различных механизмов рекомбинации в значительной степени зависит от отношения ширины запрещенной зоны к тепловой энергии kT и от концентрации дефектов, создающих энергетические уровни в запрещенной зоне полупроводникового материала. Прямая рекомбинация играет существенную роль лишь в полупроводниках с малой запрещенной зоной и при достаточно высоких температурах. В полупроводниках с широкой запрещенной зоной преобладающим механизмом электронно-дырочной аннигиляции является последовательный захват электрона и дырки ловушкой. [36]
Если частицы рекомбинируют в результате непосредственной встречи электрона и дырки, то такая рекомбинация называется прямой, или межзонной. Прямая рекомбинация играет основную роль в веществах с малой шириной запрещенной зоны порядка 0 2 - 0 3 зо и меньше. [37]
Мы уже отмечали ранее, что при рекомбинации электронов и дырок существует вероятность излучения избыточной энергии в виде фотонов. Если происходит прямая рекомбинация, то длина волны рекомбинационного излучения будет соответствовать краю полосы поглощения, а если рекомбинация происходит через рекомбинацион-ные центры, то излучение будет наблюдаться при более длинных волнах. [38]
Приводящая к люминесценции релаксация носителей в этих случаях описывается экспоненциальным законом. При достаточно высоких концентрациях свободных носителей может также происходить и прямая рекомбинация свободных электронов и дырок. Тогда следует ожидать, что вероятность перехода будет пропорциональна концентрации свободных носителей, что приведет к неэкспоненциальному характеру релаксации. [39]
Особые механизмы безызлучательной релаксации имеют место в полупроводниках. Следует заметить, что при достаточно высоких концентрациях свободных носителей может также происходить и прямая рекомбинация свободных электронов и дырок. Для всех перечисленных выше случаев, за исключением прямой рекомбинации, релаксация носителей описывается экспоненциальным законом. В случае прямой рекомбинации следует ожидать, что вероятность перехода будет пропорциональна концентрации свободных носителей, а это и приводит к неэкспоненциальной релаксации. [40]
 |
Схема прямых ( о и непрямых ( б межзонных переходов. [41] |
Различают прямые и непрямые переходы электронов из зоны в зону. Прямые переходы совершаются практически без изменения импульса ( рис. 1.22, а) и сопровождаются поглощением или выделением ( при прямой рекомбинации) фотона. [42]
Различные причины могут повести к неполному использованию первичных продуктов взаимодействия с излучением. Например, ясно, что процесс окисления, вызываемый гидроксильными радикалами, во многих случаях может подавляться как в результате воздействия атомов водорода, так и в результате прямой рекомбинации ионов и радикалов. [43]
Из (61.7) видно, что влияние электронов и дырок на изменение проводимости зависит от произведений bntn и bpip. Эти произведения могут отличаться в реальных сопротивлениях на несколько порядков как из-за потери подвижности носителями одного типа ( например, дырками), так и из-за большой разницы между т и тр, которые зависят от физической природы центров рекомбинации в кристаллах. Прямая рекомбинация свободных электрона и дырки без посредства центра рекомбинации имеет очень малую вероятность и может преобладать только при очень больших концентрациях свободных носителей. В этом случае, очевидно, тл тр. [44]
Особые механизмы безызлучательной релаксации имеют место в полупроводниках. Следует заметить, что при достаточно высоких концентрациях свободных носителей может также происходить и прямая рекомбинация свободных электронов и дырок. Для всех перечисленных выше случаев, за исключением прямой рекомбинации, релаксация носителей описывается экспоненциальным законом. В случае прямой рекомбинации следует ожидать, что вероятность перехода будет пропорциональна концентрации свободных носителей, а это и приводит к неэкспоненциальной релаксации. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5