非平衡載流子ppt課件(2)-在線瀏覽
2025-06-24 08:16本頁面
【正文】 0時(shí)，停止光照 t=t時(shí)，非子濃度為 ?p(t) t=t+?t時(shí)，非子濃度為 ?p(t+?t) 在 ?t時(shí)間間隔中，非子的減少量： ?p(t)—?p(t+?t) 單位時(shí)間、單位體積中非子的減少為： tttptp???? )()( ??dtpd?? ?t?0 → — P：一個(gè)非平衡子 ,在單位時(shí)間 內(nèi)發(fā)生復(fù)合的次數(shù)。 2 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí) 熱平衡電子系統(tǒng)的費(fèi)米能級(jí) 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的引入 熱平衡電子系統(tǒng)的費(fèi)米能級(jí) 熱平衡電子系統(tǒng)有統(tǒng)一的費(fèi)米能級(jí) TkEEiTkEEviFvFeneNp 000??????TkEEiTkEEciFFceneNn 000?????200 inpn ? 準(zhǔn)費(fèi)米能級(jí)的引入 (1)準(zhǔn)平衡態(tài) :非平衡態(tài)體系中 ,通過載流子與晶格的相互作用 ,導(dǎo)帶電子子系和價(jià)帶空穴子系分別很快與晶格達(dá)到平衡 . 可以認(rèn)為 :一個(gè)能帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱平衡 。 3 復(fù)合理論概要 復(fù)合類型 直接復(fù)合 間接復(fù)合 表面復(fù)合 直接復(fù)合 — 導(dǎo)帶電子直接躍遷到價(jià)帶 間接復(fù)合 導(dǎo)帶電子躍遷到價(jià)帶之前 ,要經(jīng)歷某一 (或某些 )中間狀態(tài) . ?這些中間狀態(tài)是禁帶中的一些能級(jí) — 復(fù)合中心 .復(fù)合中心可以位于體內(nèi) ,也可以與表面有關(guān) . 復(fù)合類型 (1)按復(fù)合機(jī)構(gòu)分 直接復(fù)合： ? 176。 Et (2)按復(fù)合發(fā)生的位置分 表面復(fù)合 體內(nèi)復(fù)合 表面 復(fù)合中心 (3)按放出能量的形式分 發(fā)射光子 俄歇復(fù)合 發(fā)射聲子 → 輻射復(fù)合 → 無輻射復(fù)合 → 無輻射復(fù)合 ? 三種釋放能量的方式 : 發(fā)射光子 (以光子的形式釋放能量 ) — 輻射復(fù)合 (光躍遷 ) 發(fā)射聲子 (將多余的能量傳給晶格 ) — 無輻射復(fù)合 (熱躍遷 ) Auger復(fù)合 (將多余的能量給予第三者 ) 無輻射復(fù)合 (三粒子過程 ) 直接復(fù)合 （ 1） 復(fù)合率和產(chǎn)生率 ① 復(fù)合率： 單位時(shí)間、單位體積中被復(fù)合的載流子對 單位： 對 (個(gè) )/s ? 表面 復(fù)合速度和穩(wěn)態(tài)下非平衡子的分布 : S=0 S0 S=∞ （ 2） 影響表面復(fù)合的因素及壽命表示式 ① 表面粗糙度 ② 表面積與總體積的比例 ③ 與表面的清潔度、化學(xué)氣氛有關(guān) 在考慮表面復(fù)合后 總的復(fù)合幾率為： sv ???111??167。 ? 狹義陷阱效應(yīng)：俘獲非子能力大，雜質(zhì)能級(jí)上積累的非平衡載流子數(shù)目可以與導(dǎo)帶和價(jià)帶上非平衡載流子數(shù)目相比擬。 5 載流子的擴(kuò)散和漂移 光照 x 非平衡載流子的擴(kuò)散 A B 0 x x+Δx x △ p(x) 0 0pop?x x+Δx A B 擴(kuò)散現(xiàn)象 墨水滴入水中 香水味飄散 無規(guī)熱運(yùn)動(dòng) ? 濃度梯度 = ? 擴(kuò)散流密度（單位時(shí)間在垂直于運(yùn)動(dòng)方向單位面積的粒子數(shù)） dxxpd )(??)( xS p dxxpd )(?pD?x △ p(x) 0 0pop?x x+Δx A B 擴(kuò)散系數(shù) 梯度方向 擴(kuò)散流方向 擴(kuò)散定律 )()( xxSxS pp ???? 區(qū)間有空穴積累、在 BA22 )()(dxxpdDdxxdSpp ????)()(22 xpdxxpdDp???穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散方程 ?)()(22 xpdxxpdDp???pp LxLxBeAexp ????)(通解為：的平均距離非平衡載流子深入樣品擴(kuò)散長度待定，、 ??? ?pp DLBA三種情況下，討論通解的具體形式 （ 1）樣品足夠厚（非平衡載流子還未到達(dá)另一面就全部復(fù)合） W＞＞ Lp x hν 0?? ??? pp LL BeAe? B = 0x = 0 ? p ( x ) = ? p 0pLxx epp????? 0)()()( xpLDxSppp ???)( xS p dxxpd )(?pD?（ 2）樣品厚度為 W，并且在另一邊將△ p 完全引出 w 注入 抽出 W Lp在 x = w 處， ? p = 0x = 0 處， ? p= ? p 0???????????00pBABeAe ppLwLw???????????????? ????ppxLwshLxwshpp0)(解得： 當(dāng) w L p 時(shí)????????????????wxpwxwpLwLxwppppx1000)(wpdxxpd 0)( ????0)( pwDdxpdDxS ppp ??????x △ p 0 ? p 0w 常數(shù)：表明無復(fù)合 ? （ 3） 金屬探針注入非平衡載流子 00000))(()(e x p)()(0pLDrDdrpdDLrrrrppppprrpp????????????? ??????解穩(wěn)態(tài)方程得到：)()( xpLDxSppp ??幾何形狀引起的擴(kuò)散 pLxx epp???? 0)(? 載流子的漂移 x n型半導(dǎo)體 dxxdnqDqSJnn)()( 0
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