Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 116

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 219 >> Следующая

объясняет некоторые особенности изменения т" и тр для содержащего
рекомбинационные центры германия, обнаруженные Карповой и Калашниковым
[17], в частности быстрый спад значений т" и тр при концентрациях
носителей, превышающих 1017 см~3.
Различные более сложные механизмы рекомбинации Оже с участием ловушек
были предложены и теоретически рассмотрены рядом авторов, в том числе
Шейнкманом [20], и обсуждены Ландсбергом [10] в обзорной статье,
посвященной рекомбинационным процессам в полупроводниках.
Другое предположение о возможном механизме передачи в процессе
рекомбинации избыточной энергии решетке кристалла основано на учете
влияния смещения центра рекомбинации относительно его равновесного
положения на потенциальную энергию центра. Это влияние в общем случае
будет различным в зависимости от того, занят ли центр рекомбинации
электроном или дыркой или нет. Тогда, подобно тому, как это имеет место в
молекуле, зависимость потенциальной энергии центра от величины смещения
будет изображаться графически соответственно двумя различными кривыми,
которые стремятся пересечься. В точке, где они пересекаются (или
сближаются), может иметь место безызлучательный переход носителя из
одного состояния в другое. Если точка пересечения
314
9. Рекомбинация электронов и дырок
кривых не соответствует равновесному положению занятого центра
рекомбинации, то переход в незанятое состояние вызовет сильные колебания,
так как решетка будет возвращаться в равновесное положение,
соответствующее незанятому центру. Это эквивалентно испусканию некоторого
количества фононов.
Эту идею рассмотрели с позиций квантовой механики Энглман и Джортнер [211
и развили далее Мотт, Девис и Стрит [22] для описания излучательной
рекомбинации на ловушках, в частности в аморфных полупроводниках.
Подобный метод вычисления применили также Ярое и Брэнд [23], которые
использовали его для вычисления темпа рекомбинации через центры с
глубокими уровнями в GaP и GaAs.
Зависимости тп и тр от концентрации носителей заряда очень разнообразны,
но обычно существует область "плато", в которой значение т почти
постоянно. Значение т увеличивается при понижении концентрации носителей
относительно этой области и быстро падает, когда концентрация становится
выше некоторого критического значения (1017 см-3 для Ge). На рис. 9.3
показана для примера зависимость тп от концентрации носителей для
легированных бором образцов германия, содержащих рекомбинационные центры
Си. Эту зависимость получил Калашников [24], который подробно обсудил
значения коэффициентов рекомбинации для многих примесей в Si и Ge
9.5. Рекомбинация через экситоны
Исследования излучения полупроводников в ближней ИК-обла-сти спектра
показали, что наряду с межзонными переходами имеет место рекомбинация
через экситоны, которая дает большую часть рекомбинационного излучения
(см. разд. 10.14). Эго указывает на то, что до рекомбинации электроны и
дырки с большой вероятностью связываются в экситоны и излучение возникает
в процессе высвечивания экситонов. Оно возникает при высвечивании не
только свободных экситонов, но также экситонов, связанных с донорами и
акцепторами, что проявляется в первую очередь в полупроводниках с
довольно широкой запрещенной зоной (таких, как GaP) (см. разд. 10.14).
Спектр излучения свободных экситонов сбивается со спектром, возникающим
при межзонной рекомбинации. В использованном ранее методе вычисления
излучательного времени жизни проводилось интегрирование по всему спектру
поглощения. Таким образом, наряду с межзонной рекомбинацией учитывалась и
рекомбинация через экситоны. Если, однако, мы можем отделить вклад
экситонов в поглощение, что для хорошо очищенных полупроводников, по-
видимому, возможно, то из этих данных можно определить вре-
9. Рекомбинация электронов и дырок
315
мя жизни свободных экситонов. Экситоны, связанные с некоторыми донорами и
акцепторами, из-за малой величины энергии связи будут существовать при
очень низких температурах. Рекомбинационное излучение связанных экситонов
имеет вид очень узкой линии, которую легко идентифицировать (см. разд.
10.14). Эта линия может наблюдаться и в поглощении, что дает возможность
вычислить излучательное время жизни связанного экситона тем же способом,
который описан в разд. 9.2, интегрируя коэффициент поглощения по ширине
линии. Величина времени жизни, Измеренная по скорости затухания
рекомбинационного излучения при использовании коротких возбуждающих
импульсов оказывается на несколько порядков меньше, чем вычисленное время
жизни. Нельсон [25] нашел, в частности, что для экситонов, связанных на
атомах S в GaP, при 4,2 К один квант излучается приблизительно за 700
актов рекомбинации, в то время как для As в Si при 1,6 К это соотношение
составляет приблизительно один к 8000. Должен существовать,
следовательно, намного более эффективный процесс рекомбинации, который
Нельсон отождествил с рекомбинацией Оже, сопровождающейся выбросом
Предыдущая << 1 .. 110 111 112 113 114 115 < 116 > 117 118 119 120 121 122 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed