к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Рекомбинационные центры

Рекомбинационные центры - дефекты или примесные атомы (ионы) в кристаллич. решётке, на к-рых происходит рекомбинация электронно-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 (u)посредством процессов термич. испускания электронов из заполненного Р. ц. в зону с (с вероятностью в единицу времени gЭ)и дырки из пустого Р. ц. в зону u (с вероятностью gД), а также обратных процессов захвата свободного электрона на пустой Р. ц. (вероятность КЭ)и свободной дырки на заполненный Р. ц. (КД). Величины gЭ, gД, КЭ, КД определяются сечениями захвата электрона и дырки4037-2.jpg их тепловыми скоростями4037-3.jpgэнергетич. расположением 4037-4.jpgуровня Р. ц. и краев зон 4037-5.jpg кратностью вырождения уровня Р. ц. g, статистич. факторами с- и u-зон 4037-6.jpg. Они являются функциями температуры Т и концентраций свободных электронов n и дырок p (при отсутствии вырождения):

4037-7.jpg

4037-8.jpg

Для Р. ц. справедливы соотношения

4037-9.jpg

т. е. заполненный электроном Р. ц. со значительно большей вероятностью захватывает дырку, чем испускает электрон в зону с, тогда как пустой - с большей вероятностью захватывает электрон, чем испускает дырку в зону v.

При др. соотношениях между величинами КД, КЭ и gЭ, gД дефекты и примесные атомы будут играть роль центров прилипания (ловушек) электронов 4037-10.jpg центров прилипания дырок 4037-11.jpg или центров генерации носителей (если 4037-12.jpg. Если захват хотя бы одного из носителей заряда центром происходит с излучением фотона, уносящего осн. часть выделяющейся энергии, то он наз. центром излучательной рекомбинации (ЦИР) или центром свечения (люминесценции). Др. часть энергии может выделяться в виде фононов. В разных ЦИР излучат. процесс реализуется разл. путями: а) при захвате свободного носителя из с- или u-зоны непосредственно в осн. состояние центра; соответствующие сечения излучат. захвата лежат обычно в пределах 10-18-10-20 см2; б) при4037-13.jpgпереходе носителя, захваченного на мелкий возбуждённый уровень ЦИР, в осн. состояние; в) при т. н. внутри центровом переходе захваченного носителя между находящимися в запрещённой зоне уровнями внутр. электронной оболочки глубокого Р. ц. (напр., 3d-оболочки атома переходного металла или 4f-оболочки редкоземельного атома); г) при т. н. туннельном межцентровом переходе носителей между уровнями близко расположенных донора и акцептора, составляющих единый Р. ц.

Захват каждого из носителей центром безызлу-чательной рекомбинации (ЦБР) происходит с передачей всей выделившейся энергии решётке либо непосредственно в виде фононов (многофонон-ная безызлучат. рекомбинация), либо сначала другому свободному или связанному носителю, к-рый затем отдаёт эту энергию решётке (оже - рекомбина-ция). Связанный носитель может находиться либо на том же (многозарядном) центре, либо на соседнем. Так, излучат. захват свободного электрона глубоким акцептором А может быть подавлен безызлучат. захватом, если в решётке вблизи А (на расстоянии, достигающем десятков A) находится заполненный (глубокий) донор D. Выделяющаяся энергия уносится электроном донора, эмитируемым в с-зону. Такая донорно-акцептор-ная пара может рассматриваться как оже-центр безызлучат. рекомбинации.

Уровни центров многофононной безызлучат. рекомбинации обычно расположены вблизи середины запрещённой зоны, их положение зависит от зарядового состояния центра, причём электрон-фононное взаимодействие в центре сильное. Такими центрами могут быть как точечные, так и протяжённые дефекты, напр. крупные кластеры, включения др. фазы, дислокации.

При наличии у Р. ц. неск. метастабильных "конфигураций" (ориентации, расстояний между компонентами центра и т. д.), соответствующих разл. минимумам полной энергии, рекомбинация носителей может сопровождаться на Р. ц. его переходом между метаста-бильными состояниями.

'; ?>

Литература по рекомбинационным центрам

  1. Смит Р., Полупроводники, пер. с англ., 2 изд., М., 1982;
  2. Коварский В. А., Кинетика безызлучательных процессов, Киш., 1968;
  3. Landsberg Р. Т., Adam s М. J., Radiative and auger processes in semiconductors, "J. of Luminescence", 1973, v. 7, p. 3;
  4. Бонч-Бруевич В. Л., К а-лашников С. Г., Физика полупроводников, М., 1977;
  5. Милис А., Примеси с глубокими уровнями в полупроводниках, пер. с англ., М., 1977;
  6. Pидли В., Квантовые процессы в полупроводниках, пер. с англ., М., 1986.

М. К. Шейнкман

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ