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。

扩展资料

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。

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。


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