Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Процеси генерації нерівноважних носіїв заряду в при-місних напівпровідниках можуть істотно відрізнятися від явищ, що відбуваються в матеріалах з чисто власноюпровідність. Припустимо, донорний напівпровідник опромінюється оптичним світлом з енергією фотонів, яка менша за ширину забороненої зони, але більше Ed. Eg> hv> Ed. В цьому випадку опромінення може призводити до перекидання електронів з донорних рівнів в зону прово-хідності (переходи (б) на рис.5.1). Такий процес збудження носіїв заряду будемо називаються вать монополярной оптичної генерацією. Вона характеризується утворенням надлишкової концентрації основ-них носіїв заряду (в даному випадку електронів). При цьому електрон-тронейтральность напівпровідника не порушується, так як хати-точний заряд вільних електронів, що генеруються світлом, Ґміна Скомпе-сірован зарядом утворилися позитивних іонів донорної домішки.
Якщо нерівноважні електрони генеруються в деякій області зразка, то концентрація електронів в цій локальній області буде по-щення: п = п0 + # 916; n. Наявність надлишкової концентрації електронів викличе переміщення їх в неосвітлену область напівпровідника. Тому в неосвітленій області зразка, куди електрони переміщаються в результаті дифузії, виникне негативний об'ємний заряд хати-точних електронів, а освітлена область, звідки електрони підуть, стане позитивно зарядженої, оскільки буде обумовлений не компенсуються зарядом іонів донор-ної домішки. Якщо в момент часу t0 освітлення (генерація електронів) припиниться, то електричне поле E, породжене об'ємними зарядами, викличе струм носіїв заряду, який протягом деякого часу призведе до знищення об'ємного заряду. Зміна щільності просторового заряду # 961; в результаті протікання струму, щільність якого дорівнює J підпорядкованих-вується рівняння безперервності електричного заряду:
а напруженість електричного поля і об'ємний заряд пов'язані рівнянням Пуассона:
де # 949; - відносна діелектрична проникність полупро-водника; # 949; 0 - електрична постійна.
З рівнянь (5.15) і (5.16) випливає, що
Звідси знайдемо тимчасову залежність зміни об'ємного заряду:
де # 961; (0) - щільність об'ємного заряду в момент часу t0,
є діелектричне або максвелловское час релаксації.
оцінимо # 964; m для Ge. якщо # 963; = 1 Ом -1 см -1 і # 949; = 16, тоді # 964; m = 10 -12 с.
Таким чином, з (5.18) випливає, що в разі монополярной оптичної генера-ції носіїв заряду виникає об'ємний заряд, який після виключення збуджуючого світла з часом зменшується по експо-ненціальному закону з постійною часу # 964; m. Тобто за час t = # 964; m щільність об'ємного заряду зменшується в e раз.