高二物理 復(fù)合理論 競賽課件

復(fù)合理論復(fù)合理論1.復(fù)合過程的性質(zhì)非平衡載流子的復(fù)合過程具有統(tǒng)計(jì)性質(zhì)：

產(chǎn)生非平衡載流子的外部作用撤除后，系統(tǒng)由非平衡態(tài)向平衡態(tài)演變。我們無法確定這種演變是由于原來平衡態(tài)的載流子復(fù)合引起的，還是非平衡過程中產(chǎn)生的載流子復(fù)合引起的,只能統(tǒng)計(jì)地給出有多少載流子復(fù)合了，還剩多少載流子等信息。非平衡載流子的復(fù)合----產(chǎn)生非平衡載流子的外部作用撤除后，半導(dǎo)體由非平衡態(tài)恢復(fù)到平衡態(tài)，過剩載流子逐漸消失的過程。不同狀態(tài)時(shí)，載流子的產(chǎn)生率和復(fù)合率統(tǒng)計(jì)比較：載流子的產(chǎn)生率G：單位時(shí)間單位體積內(nèi)產(chǎn)生的電子-空穴對數(shù)。載流子的復(fù)合率R：單位時(shí)間單位體積內(nèi)復(fù)合掉的電子-空穴對數(shù)。熱平衡態(tài)產(chǎn)生率＝復(fù)合率注入過程注入穩(wěn)定產(chǎn)生率＝復(fù)合率n、p增加產(chǎn)生率>復(fù)合率n、p穩(wěn)定注入撤銷產(chǎn)生率<復(fù)合率n、p減小恢復(fù)平衡態(tài)產(chǎn)生率＝復(fù)合率課堂練習(xí)證明對于n型半導(dǎo)體，準(zhǔn)費(fèi)米能級偏離平衡費(fèi)米能級滿足證明：由和有和而所以

即即非平衡載流子復(fù)合過程的兩種基本形式：電子在導(dǎo)帶和價(jià)帶之間直接躍遷而產(chǎn)生復(fù)合電子和空穴通過禁帶的能級進(jìn)行復(fù)合直接復(fù)合：間接復(fù)合：載流子復(fù)合能量釋放形式：發(fā)射光子-----輻射體外（輻射復(fù)合）發(fā)射聲子----以發(fā)射聲子形式傳遞給晶格俄歇（Auger）復(fù)合----作為動(dòng)能，傳遞給其他的載流子a直接復(fù)合；b體內(nèi)間接復(fù)合；c表面間接復(fù)合。復(fù)合中心表面abcEcEv2直接復(fù)合若導(dǎo)帶中的電子濃度為n，則載流子直接復(fù)合率R為：

在單位體積和單位時(shí)間內(nèi),導(dǎo)帶中的每一個(gè)電子都有一定的幾率與價(jià)帶中的空穴復(fù)合,這一幾率顯然與空穴的濃度成正比。設(shè)p表示價(jià)帶中空穴濃度，則導(dǎo)帶中一個(gè)電子與空穴的復(fù)合幾率為：其中r為常數(shù)，稱之為電子-空穴復(fù)合幾率。復(fù)合中心表面abcEcEv在注入撤銷的非平衡狀態(tài)時(shí)，載流子的產(chǎn)生率也等于熱平衡時(shí)產(chǎn)生率，因此，載流子的直接凈復(fù)合率為：熱平衡時(shí)，載流子產(chǎn)生率G等于復(fù)合率，即下角標(biāo)”0“表示平衡態(tài)時(shí)的值將以及代入上式，得通過直接復(fù)合的消失的非平衡載流子的平均壽命：凈復(fù)合率也等于p/，所以Ud=p/(1)小注入條件下，即對于 n型材料(n0>>p0)，則有在小注入