第3章非热平衡状态下的半导体2011案例.ppt

3.1 半导体的非热平衡状态 3.1.1 额外载流子的产生与复合 1、非热平衡态的特征 2、额外载流子的产生 3、弛豫过程 3.1.2 额外载流子的寿命 1、额外载流子参与导电的实验 2、复合几率、复合率与产生率 3、额外载流子密度随时间衰减的规律 4、额外载流子的寿命及其测量 3.1.3 准费米能级 1、准平衡状态 2、非热平衡状态下的载流子统计 3.2 复合理论 3.2.1 直接辐射复合 1、直接辐射复合过程中的复合率和产生率 2、由直接辐射复合决定的少子寿命 3.2.2 通过单一复合中心的间接复合 1、通过单一复合中心的复合过程（SRH模型） 2、通过单一复合中心的净复合率 3、复合中心的有效性 4、通过单一复合中心的间接复合寿命 5、俘获系数与俘获截面 3.2.3 表面复合 1、表面复合速度 2、考虑表面复合的有效寿命 2.3.4 俄歇复合 2.3.5 陷阱效应及其对复合的影响 1、陷阱条件 2、陷阱中心的有效性 3、陷阱对复合过程的影响 3.3 额外载流子的运动 3.3.1 额外载流子的扩散与扩散方程 1、扩散运动概念 2、局部注入额外载流子的扩散 3、一维稳态扩散方程 3.3.2 扩散方程在不同边界条件下的解 1、无限厚样品 1、有限厚度样品 3、高维扩散方程（点注入情况） 3.3.3 电场中的额外载流子运动 3.3.4 爱因斯坦关系 1、非均匀掺杂半导体中的载流子扩散 2、电场对半导体能带结构和热平衡载流子密度的影响 3、爱因斯坦关系式 3.4 电流连续性方程及其应用 3.4.1 电流连续性方程 3.4.2 稳态电流连续性方程及其解 3.4.3 连续性方程的应用 1、光脉冲局部注入额外载流子 2、稳定状态下的表面复合 3.5 半导体的光吸收 3.5.1 吸收系数及相关光学常数 1、折射率和吸收系数 2、反射率、吸收率和透射率 3.5.2 半导体的本征吸收 1、本征吸收过程中的能量关系 2、本征吸收过程中的选择定则 3、直接跃迁和间接跃迁 3.5.3 其他吸收过程 1、激子（exciton）吸收 2、杂质吸收 3、自由载流子吸收 4、晶格振动吸收 3.6 半导体的光电导和光致发光 3.6.1 半导体的光电导 1、稳态光电导及其弛豫过程 2、光电导灵敏度与光电导增益 3、复合和陷阱效应对光电导的影响 4、光电导谱 3.6.2 半导体的光致发光 1、本征辐射复合（带间复合发光） 2、通过杂质的辐射复合 3、激子复合发光 3.1 半导体的非热平衡状态 3.1.1 额外载流子的产生与复合 1、非热平衡态的特征 2、额外载流子的产生 3、弛豫过程 3.1.2 额外载流子的寿命 1、额外载流子参与导电的实验 2、复合几率、复合率与产生率 3、额外载流子密度随时间衰减的规律 4、额外载流子的寿命及其测量 3.1.3 准费米能级 1、准平衡状态 2、非热平衡状态下的载流子统计 3.1.1 额外载流子的产生与复合 1、非热平衡态的特征 2、额外载流子的产生 3、弛豫过程 1、非热平衡态的特征 2、额外载流子的产生 3、弛豫过程 半导体由非热平衡态恢复到热平衡态的过程叫驰豫过程。 对由额外载流子的注入建立起来的非平衡态，驰豫过程是额外载流子的复合。 额外载流子的复合是恢复热平衡状态的主要途径； 产生和复合是半导体的载流子系统恢复热平衡态的动力。 弛豫过程中的能量守恒和动量守恒 在从?n=?p0的非平衡态向平衡态弛豫的复合过程中,为了保持能量守恒和动量守恒而释放相应能量的方式主要有3种： 1) 发射光子,即所谓辐射复合； 2) 发射声子,即把能量传递给晶格振动,多声子复合 3) 激发另外的电子或空穴,即所谓俄歇(Auger)复合 四对复合?产生过程 直接辐射复合? 其逆过程为本征激发（含热激发） 直接俄歇复合? 其逆过程为碰撞电离 通过体内复合中心的间接复合?其逆过程为间接激发 通过表面复合中心的间接复合? 其逆过程为间接激发 3.1 半导体的非热平衡状态 3.1.1 额外载流子的产生与复合 1、非热平衡态的特征 2、额外载流子的产生 3、弛豫过程 3.1.2 额外载流子的寿命 1、额外载流子参与导电的实验 2、复合几率、复合率与产生率 3、额外载流子密度随时间衰减的规律 4、额外载流子的寿命及其测量 3.1.3 准费米能级 1、准