非平衡载流子复合的机理

半导体中非平衡载流子的复合过程可以通过多种方式、即不同的复合机理来完成。这与半导体的能带结构紧密相关。

对于具有直接跃迁能带（导带底与价带顶在Brilouin区的同一个k处）的GaAs、InSb、PbSb、PbTe等半导体，导带电子与价带空穴直接发生复合时没有准动量k的变化，可较容易地发生，这称为直接复合（竖直跃迁）的机理，这时非平衡载流子的寿命就由此直接复合过程来决定。

而对于Si、Ge等具有间接跃迁能带（导带底与价带顶不在Brilouin区的同一个k处）的半导体，电子与空穴发生直接复合（非竖直跃迁）时将有动量的变化，则一般比较难于发生；但这类半导体如果通过另外一种因素的帮助，即可比较容易实现复合，这种起促进复合作用的因素往往是一些具有较深束缚能级（多半处于禁带中央附近）的杂质或缺陷中心，特称为复合中心。借助于复合中心的复合就称为间接复合（也称为Shockley-Read-Hall [SRH]复合），这时非平衡载流子的寿命就主要决定于复合中心的浓度和性质。关于非平衡载流子的复合，除了直接复合和间接复合以外，还有许多其它的复合机理，例如表面复合、Auger复合等。

非平衡载流子就是半导体中比热平衡时所多出的额外载流子。一般，往半导体内部注入的非平衡载流子是少数载流子（多数载流子较难以注入）。相反，从半导体内部抽出的载流子也是非平衡载流子，这也是少数载流子。当有外加光照等的作用使得半导体中增加（注入）了非平衡载流子后，该半导体系统即处于非平衡状态；这种状态是不稳定的，如果去掉这些产生非平衡载流子的作用后，那么该系统就应当逐渐恢复到原来的（热）平衡状态。这就意味着，在去掉外加作用以后，半导体中的非平衡载流子将逐渐消亡（即非平衡载流子浓度衰减到0）。由于非平衡载流子的消亡主要是通过电子与空穴的相遇而成对消失的过程来完成的，所以往往就把非平衡载流子消亡的过程简称为载流子的复合。

---