ЗАХВАТ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

ЗАХВАТ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА

в полупроводниках - переход электрона из зоны проводимости на примесный уровень в запрещённой зоне полупроводника либо с примесного уровня в валентную зону (последний случай удобнее рассматривать как переход дырки из валентной зоны на примесный уровень; см. Зонная теория). Скорость r _э 3. н. з. из зоны проводимости пропорциональна концентрации п носителей в зоне, концентрации N_t примесных уровней и вероятности того, что данный уровень с энергией E_t не заполнен:
r _э = a _эnN_t [1-f(E_t)].
Здесь f(E_t) - вероятность заполнения данного уровня, a _э - коэф. захвата, связанный с эффективным сечением захвата S соотношением:
a _э = Sv_T,
где v_T - ср. скорость теплового движения носителей заряда. <Наряду с процессом 3. н. з. происходит обратный процесс - их выброс с примесных уровней в зону. Скорость этого процесса равна:
g _э =b _эN_t f (E_t).
Согласно детального равновесия принципу, в состоянии термодинамич. равновесия g _э=r _э, откуда b _э=a _эn₁. где n₁=(g₀/g_l)N_cexp(-I/kT), g₀, g_l- статистич. веса соответственно пустого и заполненного уровней, N_c - эффективная плотность состояний в зоне проводимости, I - энергия ионизации примесного уровня. Суммарная скорость захвата электронов равна:
R _э = r _э-g _э =a _эN_t[ п(1-f)-n₁ f].
Аналогичные ф-лы имеют место для захвата дырок, характеризуемого соответствующими величинами r _д, a _д, g _д, R _д.3. н. з. может явиться первым этапом процесса рекомбинации носителей заряда через примесные центры: захват электрона из зоны проводимости и последующий захват дырки на тот же уровень (либо наоборот). Если для данного уровня a _э>>a _д, то электрон, захваченный на этот уровень, прежде чем рекомбинировать с дыркой, может быть много раз выброшен обратно в зону проводимости и захвачен снова. Такие примесные уровни наз. уровнями прилипания или ловушками для электронов; при a _д>>a _э имеем уровни прилипания для дырок. Уровни, для к-рых a _э~a _д, наз. уровнями рекомбинации. При захвате обоих носителей заряда на уровни прилипания с низким темпом выброса (малые b _э и b _д) неравновесное состояние может сохраняться очень долго, особенно при низких темп-рах. Лит.: Бонч-Бруевич В. Л., Калашников С. Г., Физика полупроводников, М., 1977; Аут И., Г е н ц о в Д., Герман К., Фотоэлектрические явления, пер. с нем., М., 1980. Э. М. Эпштейн.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.