Рекомбинационные центры

Чаще всего имеет место не прямая рекомбинация, а процесс идет через рекомбинационные центры (примеси, дефекты). [c.454]

Рассмотрим полупроводник, в запрещенной зоне которого имеются поверхностные рекомбинационные центры. Пусть в этом полупроводнике генерируются неравновесные носители заряда. Обозначим избыточную концентрацию их вблизи поверхности через Ап и Aps. Наличие на свободной поверхности полупроводника рекомбинационных центров, т. е. стока для неравновесных носителей, приводит к возникновению направленных потоков носителей к поверхности, пропорциональных их избыточной концентрации потока электронов jjq = s Ап и потока дырок = s Ар , где /п. /р — электронная н дырочная составляющие тока, текущего к поверхности. В условиях равновесия, когда ток через поверхность равен нулю, потоки электронов и дырок к поверхности равны друг 248 [c.248]

ЛИ бы ЭТО был центр захвата, то в дальнейшем электрон мог бы перейти только обратно в зону проводимости (переход 2). Если же электрон оказался на рекомбинационном центре, то не менее вероятным для него окажется переход на свободные уровни валентной зоны, т.е. захват свободной дырки — переход 3 на рис.3.8. Таким образом, для рекомбинационных центров вместо неравенства (3.25) нужно записать [c.98]

Так как центр рекомбинации взаимодействует с обеими разрешенными зонами, то ДJ я него процесс может начаться с захвата дырки (переход 3). Для рекомбинационного центра, в отличие от центра захвата, весьма вероятной будет рекомбинация дырки с электроном из зоны проводимости (переход 1). Соответственно, в случае рекомбинационных центров неравенство (3.26) следует заменить на [c.98]

Поскольку неравенства (3.42) и (3.43) относятся к одним и тем же центрам рекомбинации, они должны выполняться одновременно. Поэтому для полного описания рекомбинационных центров нужно задать четыре параметра — концентрацию Л, , энергетическое положение Е,, сечения захвата электронов с и дырок Ср (для центров захвата достаточно задать только одно сечение — с или с , в зависимости от того, с какой зоной взаимодействует центр), [c.98]

В неравновесной ситуации, как и для центров захвата (см. п.3.5.2), /, /х). Условие стационарности означает, что полный темп захвата электронов на рекомбинационные центры равен полному темпу захвата дырок [c.98]

Отсюда получаем функцию заполнения рекомбинационных центров /, (3,45) [c.98]

Сопоставляя неравенства (3.42), (3.43) и (3.25), (3.26), видим, что уровни рекомбинационных центров заполняют тот промежуток в энергетическом спектре, который возникает в неравновесных условиях между центрами захвата электронов и дырок (см. также (3.35) ) [c.99]

Как следует из соотношений (3.46) и (3.47), при увеличении уровня инжекции неравновесных носителей заряда диапазон энергий, в который попадают рекомбинационные центры, расширяется. В условиях, близких к равновесным, наиболее эффективно рекомбинация идет через уровни, расположенные вблизи г,/ — 2и - и . [c.100]

Темп рекомбинации. Время жизни неравновесных носителей заряда в объеме. Темпом рекомбинации неравновесных носителей заряда называется количество электронно-дырочных пар, аннигилирующих в единицу времени в расчете на единицу объема или поверхности (в случаях объемной и поверхностной рекомбинации, соответственно). В стационарных неравновесных условиях темп рекомбинации равен полному темпу захвата электронов и дырок Уг = и = i/ ,. Подставляя функцию заполнения рекомбинационных центров (3.45) в соотношение (3.44), получим [c.100]

Рекомбинация на квазинепрерывном спектре ПЭС. В самых простых моделях рекомбинации на квазинепрерывном спектре ПЭС предполагают, что отдельные центры действуют независимо, т е. полный поток неравновесных носителей заряда к поверхности кристалла является суммой потоков к отдельным центрам. В этой ситуации зависимость 5(м5) находят интегрированием по энергии соотношения ) (3.57) с учетом заданной зависимости концентрации рекомбинационных центров от энергии М, (е,). Результат такого интегрирования, естественно, зависит от величин параметров, заложенных в расчет. В частности, в простейшем варианте модели — в предположении постоянства плотности рекомбинационных центров и коэф- [c.105]

Рис,3,17, Зависимости величины максимальной скорости поверхностной рекомбинации при малом уровне инжекции от положения энергетического уровня рекомбинационного центра. Параметры расчета Л = 0,135 (а = [c.106]

Дальнейшее усовершенствование модели состоит в учете возможности взаимного влияния отдельных рекомбинационных центров друг на друга. В частности, если предположить, что темп рекомбинации неравновесных носителей заряда ограничивается стадией туннельного перехода электронов между двумя "хвостами" плотности состояний (3.59), то скорость рекомбинации оказывается пропорциональной произведению плотностей состояний на уровне Ферми [c.107]

Эта доля будет оставаться неизменной и при нарушении равновесия, если выполнено условие = Ре- Однако при Ф ре рекомбинационные центры должны принимать ре — Пд дополнительных электронных зарядов (если при этом можно пренебречь изменениями заполнения других типов локализованных состояний). Таким образом, неравновесный случай характеризуется изменением частичного заполнения рекомбинационных центров Ре — Пе)Шг. Результирующая доля занятых рекомбинационных центров равна [c.427]

В этих уравнениях величина ёе — скорость генерации, возбужденной внешним воздействием, а т и Тр — времена жизни избыточных электронов и дырок. Так как электронно-дырочная рекомбинация определяется заданным набором рекомбинационных центров, то [c.427]

Поверхностная рекомбинация. Ее отличие от второго механизма заключается только в том, что рекомбинационные центры находятся на поверхности, а не в объеме. [c.28]

Из выражения (2-27) видно, что ток генерации увеличивается пропорционально расширению слоя объемного заряда с ростом обратного напряжения. Таким образом, генерационный ток не имеет насыщения в отличие от диффузионного тока Кроме того, величина тока генерации существенно зависит от энергии ионизации рекомбинационных центров. [c.63]

Люминесценция в жидкостях. В жидкостях возможны излучение дискретных центров и рекомбинационные процессы. Длительность излучения дискретных центров в жидкостях весьма мала, лишь в отдельных случаях длительность свечения доходит до 10 с. [c.361]

Люминесценция в твердых телах. Подобные, но более разнообразные процессы происходят в твердых кристаллических телах. В некоторых кристаллических телах наблюдается высвечивание дискретных центров, а в некоторых — рекомбинационное свечение. Встречаются кристаллы, в которых существует свечение обоих видов одновременно. [c.361]

Рекомбинационное свечение наблюдается в кристаллофосфорах с дефектами в кристаллических решетках, вызванными включением посторонних примесей — ионов тяжелых металлов. Центрами высвечивания в этом случае являются ионы тяжелых металлов, называемые активаторами. Искажение кристаллической решетки может произойти также при неправильном росте кристаллов под действием внешних (механических, электрических) сил. [c.362]

Рекомбинационная люминесценция возникает как следствие воссоединения двух частей центра свечения, отделенных друг от друга при возбуждении. Такова рекомбинация электрона и иона, образовавшихся в результате ионизации, или двух частей диссоциированной молекулы, разъединенных при возбуждении. Энергия, затраченная на ионизацию или диссоциацию, выделяется при воссоединении разделенных частиц н приводит в состояние возбуждения частицу люминофора (ион или молекулу), которая далее испускает квант по одному из рассмотренных выше механизмов. [c.248]

В современной литературе флуоресценцию обычно связывают с люминесценцией, происходящей в центрах, слабо связанных с окружающей средой используются термины резонансная флуоресценция , спонтанная флуоресценция . Фосфоресценцию же связывают с люминесценцией кристаллофосфоров ( рекомбинационная фосфоресценция ). [c.191]

Из (8.49)—(8.51) следует, что для уменьшения Сд и повышения быстродействия диодов необходимо уменьшать время жизни избыточных неосновных носителей т, легируя п- и р-областн примесью, создающей эффективные рекомбинационные центры. Такой примесью является, в частности, золото, легирование которым позволяет снизить т до нескольких наносекунд. [c.232]

Скорость поверхностной рекомбинацпи весьма чувствительна к состоянию поверхности. Адсорбция на этой поверхности посто-poimnx молекул может резко изменить потенциал поверхности и тем самым скорость поверхностной рекомбинации. Механическая обработка поверхности (шлифовка, полировка и др.), нарушая кристаллическую структуру поверхностного слоя, приводит к возникновению большого числа поверхностных рекомбинационных центров, способных резко увеличить скорость поверхностной рекомбинации. При травлении такой поверхности нарушенный слой удаляется и скорость поверхностной рекомбинации, как правило, падает. [c.249]

Из (12.26) следует, что для получения максимальной внутренней эффективности светодиода следует по возможности увеличить отношение вероятности излучательной рекомбинации к безызлуча-тельной. Безызлучательная рекомбинация, как правило, определяется в основном глубокими рекомбинационными центрами, излу-чательная же идет обычно в результате межзонных переходов (рис. 12.11, а), переходов из зоны проводимости на мелкие акцепторные уровни (рис. 12.11, 6) или с мелких донорных уровней в валентную зону (рис. 12.11, б). Вероятность безызлучательной рекомбинации можно уменьшить, очистив полупроводник от глубоких рекомбинационных центров. Сделать это очень трудно, так как сечение захвата носителей некоторыми примесными центрами, например медью, велико и требуется очень высокая степень очистки оттаких примесей. Поэтому качество светодиодов в значительной мере зависит от степени очистки исходных материалов и совершенства технологии изготовления диодов. [c.332]

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ЦЕНТРЫ - дефекты или примесные атомы (ионы) в кристаллич. решётке, на к-рых происходит рекомбинация электроняо-дырочной пары (см. Рекомбинация носителей заряда). Процесс осуществляется путём последоват. захвата электрона и дырки центром. Энергетич. уровни Р. ц. лежат в запрещённой зоне, и центр обменивается носителями заряда с зоной проводимости (с) и валентной дырочной зоной (г) посредством процессов термич. испускания электронов из заполненного Р. ц. в зону I (с вероятностью в единицу времени g ) и дырки из пустого Р. ц. в зону V (с вероятностью д), а также обратных процессов захвата свободного электрона ва пустой Р. ц. (вероятность К ) и свободной дырки ва заполненный Р, ц. (Ад). Величины Д1 Ад, Ад определяются сечениями захвата электрона и дырки Од, Пд, их тепловыми скоростями Од, Уд, эяергетич. расположением уровня Р. ц. я краёв зон (/,., т,), кратностью вырождения уровня Р. ц. у, статистич. факторами с- и о-зон (Ас, Ас). Они являются ф-циями темп-ры Г и концентраций свободных электронов п и дырок р (при отсутствии вырождения) [c.321]

Инерционность фотопроводимости определяется наиб, временем релаксации кинетич. процессов, к-рые определяют Ф. Обычно это время жизни фотоносителей, а в случае внутризонной Ф.—время рассеяния энергии или время межподзонной релаксации. Время жизни фотоносителей уменьшается по мере увеличения концентрации рекомбинационных центров (или захватывающих примесных центров), но оно не может быть меньше времени релаксации энергии в том же материале. [c.357]

Можно показать, что в условиях квазиравновесия заполнение рекомбинационных центров электронами не определяется положением квазиуровней Ферми Р или Рр (в отличие от центров захвата — см. п.3.5.3). В качестве примера рассмотрим полупроводник л-типа (я >> р). Предположим, что энергетический уровень объемного центра рекомбинации совпадает с /, т.е. п = р = л а коэффициенты захвата электронов и дырок равны (а = ар). Поскольку энергетический уровень центра расположен значительно ниже равновесного уровня Ферми (я >> п ), то в равновесии центры полностью заполнены электронами ( = 1). Это следует и из соотношения (3.45), которое при сделанных допушениях упрошается /, = п 1[п + р"). При возрастании уровня инжекции величина р растет и в пределе большого отклонения от равновесия (я 5 р ) имеем 1/2. Но при столь высоких уровнях инжекции квазиуровень Ферми для электронов находится значительно выше, а квазиуровень Ферми для дырок — ниже / = Е,. Если бы заполнение рекомбинационных центров определялось положением Р то они должны были бы быть полностью занятыми, а если Рр — пустыми. Таким образом, для описания заполнения электронами центров рекомбинации в условиях квазиравновесия нужно вводить еще один квазиуровень Ферми, расположенный между Рп и Рр. Положение этого квазиуровня зависит не только от уровня инжекции, но и от параметров рекомбинационных центров. [c.99]

Из сказанного следует, что колоколообразные зависимости с приблизительно равным успехом могут быть согласованы с моделями рекомбинации на дискретном и непрерывном спектрах ПЭС. Весомым аргументом в пользу модели рекомбинации на моноуровне можно считать независимость параметров рекомбинационного центра от температуры, хотя достаточность такой аргументации и вызывает определенные сомнения. В большинстве экспериментальных работ интерпретация колоколообразных зависимостей 8(и,) проводилась на основе модели рекомбинации на дискретном центре без дополнительного обоснования. В какой-то мере такой подход оправдан, поскольку экспериментальные данные удается описать с помощью [c.107]

Растровый электронный микроскоп 123 Ребиндера эффект 225 Регибридизация разорванных связей 149, 153, 157, 169. 179, 226, 232 Резонансные состояния 79, 80, 168 Резерфордовское обратное рассеяние света 127 Резонанс магнитофононный 70 Рекомбинационные центры 97-100, 206-208 [c.282]

Рассмотрим условия стационарности в полупроводниковом кристалле с равновесной плотностью свободных носителей о и Ро- Вновь предположим, что полупроводник пространственно однороден и что, кроме того, уровни энергии свободных носителей не вырождены паРо = п ). Предполагается, что электронно-дырочная рекомбинация определяется прежде всего активностью Мг одновалентных рекомбинационных центров. Каждый центр имеет только два зарядовых состояния пустое или заполненное с одним электроном. Предположим, что центр может быть заполнен только одним способом, так что вероятность заполнения подчиняется распределению Ферми — Дирака. Энергия локализованного состояния такова, что в равновесии отношение числа заполненных центров к числу пустых центров равно рг/ро-Наряду с определением величины р г можно определить сопутствую-ш ую величину и г = п 1р1, так что отношение числа заполненных центров к числу пустых также равно п пг. Когда энергия Ферми совпадает с энергией локализованного состояния, плотности свободных носителей, очевидно, точно равны П и- р . [c.426]

ЗОНЫ при О К, В то Время как для постоянной времени захвата энергия активации уменьшается с ростом концентрации дырок. Используя статистику Шокли—Рида [97], Земел и Варела установили, что лимитирующей стадией рекомбинации является захват дырок на рекомбинационных центрах. [c.371]

Рекомбинационное излучение. Излучение центров люминесценции мо> (ет происходить и за счет так называемого рекомбинационного свечения. Рекомбинационное свечение возникает как следствие воссоединения (рекомбинации) двух частей центра высвечивания (электрона и иона, а также двух частей диссоциированной молекулы), отделенных друг от друга при возбуждении. При рекомбинации этих двух частей выделяется энергия, равная энергии их разъединения (ионизации или диссоциации) эта энергия может быть ис Юльзована для возбуждения центра, в состав которого входит один из разъединенных остатков. [c.359]

Высвечивание может происходить как в отдельных центрах (молекуле, ионе или комплексе), так и при участии всего вещества люминофора. Например, при рекомбинационном свечении процесс преобразования энергии возбуждения в люминесценцию протекает, как отметили, следующим образом сначала в результате возбуждения происходит разделение разноименно заряженных частиц, затем они рекомбинируют с новыми партнерами , в результате чего в люминесценции участвует весь люмино( р. К аналогичному выводу придем и при объяснении высвечивания кристаллофосфоров на основе зонной теории. В этой связи различают два класса свечения так называемое свечение дискретных центров и свечение вещества. Под свечением дискретных центров понимают люминесценцию, развивающуюся в пределах отдельных частиц, выделенных из остального вещества среды. В случае люминесценции вещества, как отметили выше, при поглощении, переносе к месту излучения и излучении энергии участвует все вещество люминофора. Подобная классификация люминесценции была введена В. Л. Лев-шиным. [c.359]

Люминесценция в газах. В газах люминесценция происходит как за счет высвечивания дискретных центров, так и за счет рекомбинационного свечения. В газе возможна также сенсибилизованная люминесценция. [c.361]

Перемещаясь по кристаллу, электроны проводимости, 1ырки и экситоны тем самым переносят по нему энергию возбуждения. Рассмотрим переходы, связанные с высвечиванием этой энергии (в виде фотона люминесцентного излучения). Во-первых, это может быть междузонный переход 8 (рис. 8.2). Во-вторых, это может быть переход, связанный с рекомбинацией электрона и дырки, образующих экситон,—переход 9. Рекомбинация экситона происходит, например, при его столкновении с п-римесным центром. Наконец, это может быть переход //, происходящий в каком-либо примесном ионе-активаторе он сопровождается безызлучательиыми переходами 10 и 12. Все три рассмотренных процесса высвечивания связаны с одновременным уничтожением электрона в зоне проводимости и дырки в валентной зоне иными словами, все они связаны с электронно-дырочной рекомбинацией. В связи с этим используют термин рекомбинационная люминесценция. [c.190]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...