Рекомбинация (физика полупроводников)

Рекомбинация — исчезновение пары свободных носителей противоположного заряда (электрона и дырки) в среде с выделением энергии.

В полупроводниках возможны следующие варианты рекомбинации:

• межзонная — непосредственный переход электронов из зоны проводимости в валентную зону (в последней имеются дырки), существенна в собственных полупроводниках и полупроводниках с узкой запрещённой зоной с минимальным количеством дефектов;
• через промежуточные уровни в запрещённой зоне, существенна в примесных полупроводниках;
• на поверхностных состояниях (поверхностная рекомбинации); проявляется в образцах специальной геометрии с больши́м значением поверхности на единицу объёма.

При рекомбинации носителей выделяется энергия, передаваемая частицам или квазичастицам. В зависимости от типа таких частиц-«приёмников энергии» выделяются:

• излучательная рекомбинация — энергия уносится фотонами;
• безызлучательная рекомбинация — энергия передается фононам или другим частицам (оже-рекомбинация).

Процесс обратный рекомбинации называется генерацией; она состоит в возбуждении электрона из валентной зоны (где формируется дырка) в зону проводимости при нагреве, освещении образца или ударе кристаллической решётки уже наличествующим свободным электроном с достаточной энергией.

Ссылки

• Рекомбинация электронов и дырок в полупроводниках - Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
• § 13 «Генерация и рекомбинация носителей заряда»
• 11.3. Генерация и рекомбинация в полупроводниках и диэлектриках / В. А. Гуртов, Р. Н. Осауленко. Физика твердого тела для инженеров, 2007
• 2.8. Carrier recombination and generation / Bart Van Zeghbroeck, "Principles of Semiconductor Devices". August 2007  (англ.)
• Lecture 4 - Carrier generation and recombination / Jesús del Alamo, course materials for 6.720J Integrated Microelectronic Devices, Spring 2007. MIT OpenCourseWare  (англ.)