ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Выделение энергии может происходить или в форме кванта света hv, или в виде тепла (фононов). В первом случае
рекомбинацию называют излучательной, во втором – безызлучательной. Как показывают расчет и опыт, межзонная
излучательная рекомбинация может иметь существенное значение для полупроводников с узкой запрещенной зоной при
относительно высоких температурах (комнатной и выше). Для полупроводников же с широкой запрещенной зоной
основным механизмом, ответственным за рекомбинацию, является безызлучательная рекомбинация через примесные
уровни. Однако при некоторых условиях и в таких полупроводниках можно достичь относительно высокого
Рис. 12 Схема межзонной рекомбинации и рекомбинации
через локальный уровень в запрещенной зоне
уровня излучательной рекомбинации. Этому способствует, в частности, повышение концентрации избыточных носителей в
полупроводнике, а в ряде случаев – так же увеличение степени легирования. Замечательным в этом отношении является
арсенид галлия (GaAs), у которого при благоприятных условиях доля излучательной рекомбинации может достигать 50 % и
более от общего числа актов рекомбинации. Поэтому арсенид галлия является в настоящее время основным материалом для
изготовления светодиодов и источников когерентного излучения (лазеров), получивших широкое практическое применение.
7 ОСНОВЫ СТАТИСТИКИ ЭЛЕКТРОНОВ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ
Одной из целей статистических исследований нередко является построение гистограмм распределения вероятности
определенных событий, происходящих среди определенного количества исследуемых объектов. Поскольку любое твердое
тело представляет собой систему или коллектив, состоящий из огромного числа микрочастиц, методы статистики вполне
применимы для их описания.
На рис. 13 приведена гистограмма распределения частоты вероятности встречи f микрочастицы с определенной
энергией. Данная гистограмма строится для какой-либо определенной физической ситуации.
По характеру поведения в коллективе все микрочастицы делятся на две группы: фермионы и бозоны.
Фермионы подчиняются принципу Паули, т.е., если данное квантовое состояние занято фермионом, то никакой другой
фермион данного типа не может попасть в данное состояние.
К бозонам относятся частицы, напротив, стремящиеся к "объединению". Они могут неограниченно заселять одно и то
же состояние, причем делают это тем "охотнее", чем больше там бозонов.
Рис. 13 Гистограмма распределения электронов
по энергиям
Критерий отличия фермионов и бозонов – спин. Спин микрочастицы описывается спиновым квановым числом – S.
Если S целочисленное (S = 0, 1, …) микрочастица относится к бозонам (например, He
4
, фотон, фонон).
Если спин микрочастицы описывается получисленным квантовым числом (S = ±
2
1
), то мы имеем дело с фермионом.
Рассмотрим вопрос о возможном влиянии специфики микрочастиц (их "фермионности" или "бозонности") на свойства
коллектива как целого.
Для проявления специфики необходимо, чтобы микрочастицы "встречались" друг с другом достаточно часто. Здесь под
"встречей" понимается попадание двух частиц в одно и то же состояние.
Предположим, что на N одинаковых микрочастиц приходится G различных состояний, в которых может находиться
отдельная микрочастица. Мерой частоты "встреч" может служить отношение
G
N
. Микрочастицы будут встречаться редко,
если выполняется следующее условие
E
c
E
v
E
п
1
2
3
f
f
max
r
1
r
2
r(
ε
)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- …
- следующая ›
- последняя »
