Электронно-дырочные пары, генерация

При освещении р — п-перехода или прилегающей к нему области светом, способным вызывать генерацию электронно-дырочных пар, на контактах разомкнутого перехода возникает [c.327]

На рис. 12.10, а показан диод, р-область которого освещается световым потоком мощностью Wq, вызывающим генерацию в этой области электронно-дырочных пар. Число таких пар G, ежесекундно появляющихся в р-области, определяется соотношением (12.13). Так как поглощение происходит в собственной области, то свет поглощается уже в узком слое у поверхности, от которой носители диффундируют совместно вглубь полупроводника. Если/ — -переход расположен на глубине w[c.327]

Др. важная причина снижения кпд СЭ — неполное использование энергии поглощённых фотонов. При генерации электронно-дырочных пар фотонами с энергией, превышающей ширину запрещённой зоны полупроводника, избыточная энергия излучения теряется при переходах внутри зоны за счёт соударений носителей с атомами решётки и переходит в тепло. Эти потери уменьшаются с увеличением g. [c.579]

Электронный механизм оптической генерации звука в полупроводниках на пути к генерации предельно коротких акустических импульсов. Экспериментальные и теоретические исследования [94—961 выявили ряд важных преимуществ, которые может дать использование полупроводниковых кристаллов для создания оптических генераторов пикосекундных акустических импульсов. С точки зрения оптической генерации акустических волн наиболее существенной особенностью полупроводников является наличие в них наряду с термоупругим дополнительного механизма деформации кристаллической решетки. Речь идет о так называемом электронном или концентрационно-деформационном механизме [94—97], который обусловлен изменением равновесной плотности полупроводников при оптической генерации неравновесных электронно-дырочных пар. [c.166]

Скорость генерации gp можно считать состоящей из двух частей скорости генерации электронно-дырочных пар, вызванной термическим возбуждением, gop, и скорости генерации, обусловленной неравновесными процессами, gp. Такое же разделение можно сделать и для электронов. [c.349]

Учет сложной структуры валентной зоны приводит к поляризационной зависимости межзонного поглощения в квантовых ямах. Рассмотрим межзонные переходы в гетероструктурах, выращенных на основе полупроводников с решеткой цинковой обманки в направлении [001]. Скорость генерации электронно-дырочных пар (вероятность рождения в единицу времени) для оптических переходов при к -ку = Ч определяется соотношениями [c.93]

Амбиполярная диффузия электронно-дырочных пар из области генерации — тонкого приповерхностного слоя — в объем. Более подвижные носители заряда (обычно это электроны) несколько опережают дырки, в результате между поверхностью и объемом кристалла возникает разность потенциалов, которая называется эдс Дем-бера. Эта составляющая фотоэдс никак не связана с присутствием [c.32]

Величина <п> может быть как больше по (при обогащении), так и меньше о (при обеднении). При большом по величине поверхностном заряде, знак которого противоположен знаку основных носителей, по всей толщине достаточно тонкого кристалла может произойти инверсия типа проводимости. Необходимые для этого неосновные носители заряда (в тонкой пленке они становятся основными) поставляются путем генерации электронно-дырочных пар с последующим уходом во внешнюю цепь "лишних" носителей. [c.40]

Первым результатом резонансного взаимодействия оптического импульса с кристаллом является генерация электронно-дырочных пар, имеющих неравновесное распределение по энергии и импульсу (рис. 2.27). [c.143]

Физика поглощения и релаксации энергии короткого лазерного импульса в полупроводниковом кристалле. При действии на поверхность полупроводника импульсного лазерного излучения с плотностью энергии длительностью Тр и энергией кванта Ььо благодаря межзонному поглощению (см. рис. 2.27) происходит генерация неравновесных электронно-дырочных пар. [c.144]

Поскольку поглощение одного фотона из лазерного пучка сопровождается рождением одной электронно-дырочной пары, скорость генерации свободных носителей можно определить, вычисляя скорость поглощения энергии в приповерхностном слое и деля эту величину на энергию кванта света Йсо [c.144]

В настоящей задаче, как и в задаче 16.3, мы будем изучать прямую генерацию и прямую рекомбинацию электронно-дырочных пар при переходах между зонами. Для удобства снова будем предполагать, что излучательные переходы являются основным механизмом преобразования.энергии. [c.415]

Фотоэлектрическое поглощение-генерация электронно-дырочных пар [c.128]

Если генерация электронно-дырочной пары происходит вне обедненной зоны, то носители начинают медленное смещение в ее сторону. Многие носители рекомбинируют прежде, чем достигают обедненной зоны. Те из них, которые достигают обедненной зоны, быстро проходят ее под действием сильного электрического поля, возбуждая при этом ток во внешнем контуре. Данный ток возникает со сдвигом во времени по сравнению с поглощением [c.116]

Излучение, возникающее при рекомбинации электронов и дырок, которые появляются в результате прямого смещения на переходе, известно как инжекционная люминесценция. Свет в процессе распространения по полупроводнику рождает электронно-дырочную пару, в результате чего происходит поглощение фотона. Если же к полупроводнику приложено электрическое напряжение, электроны и дырки будут разнесены в пространстве и можно заметить изменение электрического тока, если полупроводник включен в соответствующую схему. Здесь будут описаны свойства полупроводниковых материалов, которые могут быть использованы для генерации или детектирования света. [c.192]

Последним параметром, который осталось качественно охарактеризовать, является скорость генерации/рекомбинации (С-Я) в (15.2.1-2, 3). Эта величина должна описывать ряд физических эффектов, отвечающих за генерацию/рекомбинацию электронно-дырочных пар. Анализ этих процессов и их взаимодействия также не доведен до того уровня, чтобы можно было воспользоваться эвристическими формулами в модели, допустимой в современной физике. Некоторые соображения по поводу таких формул будут даны в п.15.2.4.3. [c.395]

Генерация электронно-дырочных пар частицей, влетающей в обеднённый носителями слой вблизи контакта полупроводник — металл или вблизи Полупроводниковый детектор частиц [c.569]

Приложение отрицат. потенциала к р-области (обратное смещение) приводит к повышению потенциального барьера. Диффузия основных носителей через Э.-д, п. становится пренебрежимо малой, В то же время потоки неосновных носителей не изменяются (для них барьера не существует). Потоки неосновных носителей определяются скоростью тепловой генерации электронно-дырочных пар. Эти пары диффундируют к барьеру и разделяются его полем, в результате чего через Э.-д. п, течёт ток (т о к насыщения), к-рый обычно мал и почти не зависит от напряжения, Т, о,, зависимость тока [c.882]

Процесс возникновения неравновесных носителей заряда, процесс тепловой генерации, процесс исчезновения дырок за счет рекомбинации электронно-дырочных пар и процесс ухода дырок в область с меньшей плотностью неравновесных дырок выражаются следующим уравнением [c.28]

Эффект Эттингсгаузена сопутствует эффекту Холла и состоит в том, что при пропускании тока через проводник, помещенный в поперечное магнитное поле (рис. 9.7), в направлении, перпендикулярном магнитному полю и току, возникает градиент температуры. Наибольшую величину этот эффект имеет в собственных полупроводниках. Как было показано в предыдущем параграфе, в таких полупроводниках электроны и дырки отклоняются магнитным полем в одну и ту же сторону (к грани С на рис. 9.7). Вследствие этого на одной грани образца концентрация электронов и дырок оказывается выше равновесной и там рекомбинация превалирует над тепловой генерацией носителей, а на другой грани (на грани D рис. 9,7), наоборот, концентрация носителей заряда ниже равновесной и там тепловая генерация преобладает над рекомбинацией. Вследствие этого тепло расходуется на генерацию электронно-дырочных пар в одной части образца и выделяется в результате их рекомбинации в другой части этого образца и в нем возникает разность температур Ti — (рис. 9.7). [c.270]

В случае оптич. Г. н. з. концентрация неравновесных носителей может превосходить равновесное значение на много порядков. Межзонное поглощение света, происходящее, когда энергия кванта fid) превос.ходит ширину запрещённой зоны Sg, приводит к генерации электронно-дырочных пар (Gg—Сд), примесное поглощение — к генерации электронов Сд = 0) или дырок Сд О). Скорость оптич. Г. н. з. при зависит от интенсивности света. При малых интенсивностях эта зависимость обычно линейна п описывается ф-лой [c.435]

Для полупроводников величина У определяется рассеянием энергии фотоэлектронами при их движении к границе раздела. В случае слаболегированньгх полупроводников электронов проводимости мало и осн. механизмом рассеяния энергии фотоэлектронов является взаимодействие их с электронами валентной зоны (ударная ионизация) и с фононами. Скорость рассеяния энергии фотоэлектронами и глубина, из к-рой они могут выйти в вакуум (глубина выхода), зависят от величины X и от соотношения х и Если Х> в. то кинетич. энергия фотоэлектронов в полупроводнике превышает и фотоэлектроны могут рассеять свою энергию на ударную ионизацию (генерацию электронно-дырочных пар). В таком процессе фотоэлектроны рассеивают сразу значит, часть энергии и могут потерять возможность выйти в вакуум. В результате глубина выхода фотоэлектронов мала, а электрон/ фотон (рис. 2). [c.365]

Существует несколько теоретических моделей, объясняющих образование положительного заряда. Достаточно широко используется модель, основанная на явлении межзонной ударной ионизации. Предполагается, что инжектированные в диэлектрик электроны, попадая в зону проводимости, по мере своего движения могут достичь энергии, равной или бульшей энергии запрещенной зоны двуокиси кремния, после чего они способны вызвать межзонную ударную ионизацию, в результате которой образуется электронно-дырочная пара с низкоэнергетическим электроном. Образовавшиеся таким образом дырки под действием приложенного электрического поля движутся к катоду и образуют в прикатодной области положительный заряд. Однако образование положительного заряда в тонких диэлектрических пленках, в электрических полях < 6 МВ/см и недостаточных для возникновения межзонной ударной ионизации, потребовало привлечения других теоретических моделей, объясняющих генерацию положительного заряда. [c.130]

Термоупругая генерация волн деформации происходит при пространственно-неоднородном нагреве и остывании кристаллической решетки, причем уменьшение температуры тела Т определяется исключительно теплопроводностью. Генерация волн деформации за счет электронного механизма, согласно (3), происходит как при увеличении концентрации неравновесных носителей (при межзонном поглощении света), так и при уменьшении п . Однако, в отличие от температуры кристалла Т, концентрация носителей в плазме в силу (4) падает не только за счет ее пространственной диффузии, но и за счет рекомбинации электронно-дырочных пар. Важно, что время рекомбинации неравновесных носителей Тр суш,ественно зависит от их концентрации при двухчастичной рекомбинации, Тр Пе при Оже-реком-бинации). Поэтому, изменяя плотность энергии оптического воздействия и, следовательно, характерную концентрацию фотовозбужденных носителей, можно эффективно влиять на эволюцию плазмы после окончания светового воздействия и, тем самым, на процесс генерации волн деформации. Уменьшая время рекомбинации Тр, можно добиться выключения деформационного источника акустических волн за времена, не превосходящие длительность оптического воздействия т (при Тр т,,), и существенного уменьшения длины диффузии неравновесных носителей /д==К1)дТр. Оба эти обстоятельства приводят к сокращению длительности оптически возбужденных в полупроводниках импульсов деформации вплоть до [95, 96]. [c.167]

С другой стороны, повышенная электронно-возбуждетгная проводимость материалов используется для снижения плотности тока электронного пучка, поскольку ток затем может усиливаться в результате интенсивной генерации электронно дырочных пар в мишени. Снижение же тока тем более необходимо, что тслевизнс н-ный темп зарядки мишени с требуемым значением тока 400 м .А. [c.56]

Квазиравновесие в ОПЗ. Основное уравнение. При aнaJ изe неравновесных процессов в приповерхностных слоях часто приходится сталкиваться с поверхностной генерацией носителей заряда. Например, при освещении полупроводника в полосе собственного поглощения электронно-дырочные пары генерируются в слое толщиной / о 0,01-0,1 мкм и затем диффундируют вглубь кристалла на длину , где О — коэффициент амбиполярной диффузии, [c.29]

Рассмотрим теперь образец п-типа длиной Е, площадью поперечного сечения А и периметром поперечного сечения С. Предположим, что один лишний электрон захвачен элементом поверхности А5 образца. Исчезновение свободного носителя приводит к изменению протекающего тока— дУо/Е )црЕ в образце, где Уо — приложенное напряжение, а хув — полевая подвижность. Но кроме того, этот электрон, пока он захвачен, модулирует генерацию электронно-дырочных пар быстрыми центрами. Если в течение времени его захвата дополнительно генерируется в среднем М пар дырок и элек- [c.134]

Дробный шум возникает вследствие дискретной природы электронов. Электрический ток не является непрерывным однородным потоком. Это поток отдельных дискретных электронов. Напомним, что фотодиод работает благодаря поглощению фотонов, которые инициируют появление электроннодырочных пар, а те, в свою очередь, — тока во внешнем контуре. Это трехст)шенчатый процесс фотон, электрон-дырка, электрон. Падение и поглощение каждого фотона и генерация пары носителей являются частями случайного процесса. Он протекает как серия дискретных событий, а не плавно текущий однородный поток. Таким образом, в действительности ток флюктуирует в зависимости от того, насколько много или насколько мало электронно-дырочных пар возникло в данный момент времени. [c.122]

Потери, обусловленные механизмом самопоглощения, не могут быть так легко определены количественно. Это предел, обратный процессу излучательной зона — зонной рекомбинации. Внутри полупроводника излучение с энергией фотона больше ширины запрещенной зоны (hf > Sg) может взаимодействовать с электроном валентной зоны и возбудить его в зону проводимости. При этом образуется электрон-дырочная пара, а фотон поглощается. Этот процесс лежит в основе работы полупроводниковых детекторов, поэтому будет подробно рассматриваться в гл. 12. Здесь же только отметим, что появляющийся при зона — зонной рекомбинации фотон имеет энергию, достаточную для самопоглощения. Поэтому расстояние между областью генерации и излучающей поверхностью должно быть по возможности сокращено. При этом появляется опасность, что поверхность с ее высокой концентрацией ловушечных уровней может оказаться в пределах одной-двух диффузионных длин от перехода, что вызовет изменение безызлуча-тельного времени жизни и снижение внутренней квантовой эффективности. Ясно, что необходимо принимать компромиссное решение. [c.226]

Рисунок 13.1 иллюстрирует два различных процесса генерации лавинного тока. На рис. 13.1, а на схеме зонной структуры показано, как в э яектрическом поле рождаются электрон-дырочные пары. Хотя средние дрейфовые скорости носителей остаются в области насыщения Vg и Vft, в энергетических распределениях появляются высокоэнергетические хвосты, обусловленные ускорением между столкновениями. В достаточно сильном поле заметное число носителей приобретает энергию 3 [c.328]

Концентрация носителей заряда в электрич. поле изменяется из-за ударной генерации элск-тронио-дырочных пар или ударной ионизации примесных атомов, а также из-за изменения скорости рекомбинации носителей заряда или скорости их захвата примесными центрами. Обычно захват электронов происходит положит, ионами. При этом скорость захвата падает с ростом электрич. поля (разогрева) и концентрация электронов проводимости растёт. Если же примесные центры заряжены отрицательно, то электрон, чтобы оказаться захваченным, должен преодолеть энергетич. барьер. Поэтому с ростом электрич. поля и увеличением энергии Г. э. скорость захвата электронов растёт и концентрация их падает (эффект наблюдается в Ge и-типа с примесями Си и Ли). [c.520]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...