Оже-рекомбинация

Оже-рекомбинация — механизм рекомбинации в полупроводниках, при котором лишняя энергия передаётся другому электронному возбуждению.

При рекомбинации электрона проводимости и дырки, электрон переходит из зоны проводимости в валентную зону. При этом он теряет энергию, которая приблизительно равняется ширине запрещённой зоны. Эта энергия должна передаться какой-нибудь другой частице или квазичастице: фотону, фонону или другому электрону. Последний из перечисленных процессов называется оже-рекомбинацией по аналогии с эффектом Оже. Электрон, который получает выделенную энергию, переходит на высоковозбуждённый уровень в зоне проводимости. Это высоковозбуждённое состояние потом термализуется, постепенно отдавая энергию колебаниям кристаллической решётки.

Оже-рекомбинация существенна при высокой плотности носителей заряда в полупроводнике, поскольку требует столкновения трёх квазичастиц. Одновременная высокая концентрация электронов проводимости и дырок возможна при интенсивном возбуждении полупроводника светом.

В 2007 году было установлено, что Оже-рекомбинация является причиной снижения эффективности светоизлучающих диодов при больших токах[1][2][3].

Оже-рекомбинация экситоновПравить

Оже-рекомбинация экситонов происходит при столкновении двух экситонов. При этом процессе оба экситона исчезают, а вместо этого возникает другое состояние с высокой энергией, которое со временем может релаксировать к одноэкситонному. Вероятность процесса оже-рекомбинации пропорциональна квадрату плотности экситонов:

 ,

где n — концентрация экситонов, γ — коэффициент рекомбинации, который определяется подвижностью экситонов и радиусом их взаимодействия.

Оже-рекомбинация уменьшает квантовый выход возбуждённого кристалла.

ПримечанияПравить

  1. Richard Stevenson. The LED’s Dark Secret. Solid-state lighting won’t supplant the lightbulb until it can overcome the mysterious malady known as “droop” (англ.), IEEE Spectrum (1 Aug 2009). Дата обращения 9 декабря 2015.
  2. Iveland, Justin; Martinelli, Lucio; Peretti, Jacques; Speck, James S.; Weisbuch, Claude. "Cause of LED Efficiency Droop Finally Revealed". Physical Review Letters, 2013. Science Daily.  (англ.); arxiv:1304.5469
  3. Claude Weisbuch, Droop in LEDs: Origin and Solutions / DOE SSL R&D Workshop – Tampa Jan 28th, 2014

ЛитератураПравить

  • Абакумов, В. Н. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках. - Петербургский институт ядерной физики, 1997 - ISBN 5-86763-111-7 - глава 11 Оже-рекомбинация

СсылкиПравить

  • 3. Auger Recombination / Semiconductors and Solar Interactions - SolarWiki, University of California, Davis  (англ.)