Неравновесные состояния в полупроводниках и квазиравновесие

1.1. Релаксация объемного заряда в полупроводниках.

Максвелловское время релаксации. Токи, ограниченные объемным зарядом (ТООЗ). Вольтамперная характеристика в режиме ТООЗ.

Квазиравновесие в неравновесных системах. Иерархия времен релаксации. Квазиравновесие в электронной (дырочной) подсистеме и квазиуровни Ферми. Локальное равновесие. Неравновесные концентрации и квазиуровни Ферми при оптическом возбуждении. Темпы рекомбинации и времена жизни электронов и дырок. Уравнения кинетики рекомбинации.

2. Статистика рекомбинации электронов и дырок.

Межзонная рекомбинация и рекомбинация через локальные уровни. Механизмы рекомбинации.

Излучательная рекомбинация. Рекомбинационное излучение. Законы сохранения при излучательной рекомбинации. Излучательная рекомбинация в прямозонных и непрямозонных полупроводниках. Понятие об экситонах. Экситоны Ваннье–Мотта и экситоны Френкеля. Экситонная рекомбинация в собственном полупроводнике. Излучательная рекомбинация через примеси. Полупроводниковые светодиоды и лазеры. Безызлучательная рекомбинация. Фононная рекомбинация; роль многофононных переходов. Каскадный механизм захвата Лэкса. Оже-рекомбинация.

Межзонная рекомбинация. Коэффициент межзонной рекомбинации. Связь коэффициента межзонной рекомбинации и коэффициента межзонной тепловой генерации. Время жизни при межзонной рекомбинации.

Рекомбинация через примеси и дефекты. Коэффициент захвата на локальные уровни. Расчет темпа захвата носителей заряда на примесные центры в условиях квазиравновесия в зоне. Центры прилипания и центры рекомбинации. Демаркационные уровни.

Полная система уравнений для нахождения неравновесных заселенностей состояний. Неравновесное стационарное состояние. Времена жизни в случае рекомбинации через один глубокий примесный уровень. Статистика Шокли-Рида-Холла.

3. Поверхностные свойства полупроводников.

Электронные состояния на поверхности полупроводника. Оборванные связи на поверхности полупроводника и их пассивация. Поверхностные уровни и поверхностные зоны. Уровни Тамма. Поверхностный изгиб зон и ширина области объемного заряда. Обогащенный, обедненный и инверсионный слои на поверхности полупроводника. Поверхностное квантование (эффекты пространственного ограничения). Быстрые и медленные состояния на поверхности полупроводника.

Поверхностная проводимость. Зависимость поверхностной проводимости от поверхностного потенциала. Эффект поля. Применение эффекта поля к определению энергетического спектра поверхностных уровней. Структуры металл–диэлектрик–полупроводник (МДП-структуры) и их применение в полевых транзисторах.

Поверхностная рекомбинация. Скорость поверхностной рекомбинации. Граничные условия для уравнений кинетики рекомбинации при наличии поверхностной рекомбинации. Влияние поверхностной рекомбинации на фотопроводимость.

Гетероструктуры. Построение энергетической зонной диаграммы гетероструктуры. Разрывы зон на границе раздела.

Дата добавления: 2014-01-04