半导体物理里面的有效复合中心是什么,怎么确定是不是复合中心?

半导体物理里面的有效复合中心是什么,怎么确定是不是复合中心?,第1张

有效复合中心是促进载流子复合,对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用的杂质和缺陷。确定是复合中心:看能否对非平衡载流子寿命的长短起决定性作用。

复合中心还有产生作用。产生作用是复合作用的逆过程,即价带中的电子先激发到复合中心上,再由复合中心激发到导带,同时在价带中留下空穴

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杂质和缺陷可以在禁带中引入局部化的能级,这些能级,特别是离导带底和价带顶较深的能级,就好象台阶一样,对电子和空穴的复合起到中间站的作用,它们可以促进电子、空穴的复合,这些能促进复合过程的杂质和缺陷称为复合中心,它们的能级称为复合中心能级。间接复合是指通过复合中心的复合。

只有当复合中心的复合作用很弱时,寿命才是由直接复合决定的。直接复合所决定的寿命是材料所能具有的最高寿命值。因为一般的实际材料都含有杂质和缺陷,所以寿命都远小于直接复合所决定的值。

电子、空穴的复合可以分为两步走:导带电子落入复合中心能级,电子再由复合中心能级落入价带与空穴相复合,复合中心又恢复了原状态,又可以再去完成下一次的复合过程。当然还存在着上述两个过程的逆过程,所以间接复合仍然是一个统计性。

间接复合的少子寿命较长是因为Si和Ge的载流子寿命比GaAs的长。少子寿命是半导体材料和器件的重要参数。它直接反映了材料的质量和器件特性。i和Ge是间接带隙半导体,主要是依靠复合中心的间接复合机理,则寿命决定于复合中心的浓度和性质,与禁带宽度基本上无关,所以间接复合的少子寿命较长。

复合中心能够同时俘获电子和空穴,则可促进电子-空穴的复合消失;在分别俘获电子和空穴的时候,也分别有相反的过程,因此就可以分解为4个过程:俘获电子,发射电子,俘获空穴,发射空穴。参见“http://blog.163.com/xmx028@126/”中的有关说明。


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