8.Раскройте процесс рекомбинации носителей. Рассмотрите виды рекомбинации.

Наряду с процессом тепловой генерации электронов и дырок вследствие перехода электронов из валентной зоны в зону проводимости в полупроводниках протекает процесс рекомбинации свободных носителей. Если бы процесс генерации был единственным, то концентрация свободных носителей непрерывно возрастала с течением времени. Процесс генерации носителей уравновешивается рекомбинацией носителей. Электрон в зоне проводимости может потерять вследствие определенных причин энергию и перейти опять в валентную зону.

Процесс генерации характеризуется скоростью генерации G, которая равна числу носителей появляющихся в единицу времени в единичном объеме полупроводника. Аналогично процесс рекомбинации характеризуют скоростью рекомбинации

Знак минус указывает на то, что в процессе рекомбинации концентрация носителей уменьшается.

Виды рекомбинации. Процесс рекомбинации носителей, т.е. переход электрона из зоны проводимости в валентную зону может происходить двумя путями. При межзонной рекомбинации электрон из зоны проводимости переходит в валентную зону. Возможен второй способ перехода электрона - сначала он переходит на примесный уровень En, а затем с примесного уровня в валентную зону. Этот тип рекомбинации называется - рекомбинацией через примесный уровень. В обоих случаях выделяется одна и та же энергия. Только в первом случае она выделяется сразу, а во втором постепенно.

Выделение энергии может происходить в виде квантов света h или в виде фотонов. Тепловые колебания кристаллической решетки квантованы, соответствующие им квазичастицы (аналогичны с квантами света) называются фотонами hg, где g - частота нормальных колебаний решетки. Если при рекомбинации происходит выделение кванта света, то он называется излучательной. Если все энергия электронов при рекомбинации переходит в тепловую, то она называется безизлучательной.

( 10.Приведите зависимость подвижности носителей от температуры.

11.Рассмотрите основные механизмы рассеяния носителей. Охарактеризуйте подвижность носителей. )комбо блять.

Рассеяние электронов и дырок проводимости может происходить на ионах и нейтральных атомах примеси, дефектах структуры, границах кристалла, тепловых колебаниях решетки.

В области высоких температур основное значение имеет рассеяние электронов на тепловых колебаниях решетки. Установлено, что в области высоких температур, в которой основное значение имеет рассеяние на фотонах, т.е. на тепловых колебаниях решетки, подвижность невырожденного газа пропорциональна температуре в степени –3/2 . (3.2.1)

Подвижность же носителей вырожденного газа обратно пропорциональна температуре . (3.2.2)

В области низких температур основное значение имеет рассеяние на ионизированных примесных атомах. Ионы примеси отклоняют электроны, проходящие вблизи них, и тем самым уменьшают скорость их движения в первоначальном направлении.

Показано, что подвижность носителей заряда в области низких температур, обусловленная рассеянием на ионизированных примесях, пропорциональна T^3/2 для проводников с невырожденным газом и не зависит от Т для проводников с вырожденным газом.

У чистых металлов, у которых концентрация примеси очень мала и при низких температурах основным механизмом рассеяния остается рассеяние на колебаниях кристаллической решетки. Поэтому подвижность вырожденного электронного газа в этих металлах пропорциональна T^-5.