I bob. Rekombinatsiya

1.2 Rekombinatsiya mexanizmlari
Asosiy maqola: Operatorning ishlash muddati
Tashuvchining rekombinatsiyasi bir nechta yengillik kanallari orqali sodir bo'lishi mumkin. Ularning asosiylari banddan bandga rekombinatsiya, Shockley – Read-Hall (SRH) tuzoq yordamida rekombinatsiya, Burger rekombinatsiyasi va sirt rekombinatsiyasi. Ushbu yemirilish kanallarini ajratish mumkin nurli va nurli emas. Ikkinchisi ortiqcha energiya issiqlikka aylanganda paydo bo'ladi fonon o'rtacha umridan keyin emissiya  , holbuki avvalgilarida energiyaning hech bo'lmaganda bir qismi yorug'lik emissiyasi yoki lyuminesans radiatsion hayotdan keyin  . The tashuvchining ishlash muddati  keyin har ikki turdagi hodisalar tezligidan quyidagicha olinadi: ^[2]

Bundan biz ichki narsani ham aniqlashimiz mumkin kvant samaradorligi yoki kvant rentabelligi,  kabi:



Radiatsion rekombinatsiya
Banddan bandgacha radiatsion rekombinatsiya
Band-band rekombinatsiyasi elektronlarning radiatsion usulda o'tkazuvchanlik zonasidan valentlik zonasiga sakrash jarayonining nomi. Tarmoqli tasma rekombinatsiyasi paytida spontan emissiya, material tomonidan so'rilgan energiya shaklida chiqariladi fotonlar. Odatda bu fotonlar bir xil yoki Kamroq dastlab so'rilganidan ko'ra energiya. Bu qanday ta'sir qiladi LEDlar yorug'lik yarating. Foton nisbatan kam tashiydi momentum, radiatsion rekombinatsiya faqatgina muhim ahamiyatga ega to'g'ridan-to'g'ri bandgap materiallar. Ushbu jarayon shuningdek sifatida tanilgan bimolekulyar rekombinatsiya^[3].
Rekombinatsiyaning bu turi elektronlar va qo'zg'algan holatdagi teshiklarning zichligiga bog'liq bo'lib, ular bilan belgilanadi  va  navbati bilan. Keling, operatorning ishlab chiqarish tezligini quyidagicha ifodalaymiz  va kabi radiatsion rekombinatsiya  . Faqat banddan-bandga rekombinatsiya sodir bo'lgan holatni ko'rib chiqsak, tashuvchining zichligi o'zgarishini vaqt funktsiyasi sifatida ifodalashimiz mumkin:

Issiqlik muvozanatida radiatsion rekombinatsiya  issiqlik hosil qilish tezligiga teng  ,^[4] bilan ommaviy harakat qonuni  , uni quyidagicha yozish mumkin:

qayerda  radiatsion rekombinatsiya darajasi,  ichki tashuvchining zichligi,  va  muvozanat tashuvchisi zichligi. Elektron teshik juftlari mavjud bo'lganda, zaryad neytralligi saqlanib qoladi  va muvozanat bo'lmagan zichliklar tomonidan berilgan ^[5]:
, 
Keyin aniq rekombinatsiya darajasi  bo'ladi ^[4][5],

Ushbu tenglamani zaryadning neytralligi, radiatsion umrini hisobga olgan holda hal qilish  keyin tomonidan beriladi^[4]

Rag'batlantiruvchi emissiya
Shuningdek qarang: Rag'batlantiruvchi emissiya va Lazer
Rag'batlantiruvchi emissiya hodisa sodir bo'lgan foton hayajonlangan elektron bilan o'zaro ta'sirlashib, uni rekombinatsiyalashga va hodisa xususiyatiga ega bo'lgan fotonni chiqarishga olib keladigan jarayondir. bosqich, chastota, qutblanish va yo'nalish sayohat. Printsipi bilan birgalikda stimulyatsiya qilingan emissiya aholi inversiyasi operatsiya markazida joylashgan lazerlar va maserlar. Tomonidan ko'rsatilgan Eynshteyn yigirmanchi asrning boshlarida, agar hayajonlangan va zamin darajasi bo'lsa buzilib ketmaydigan keyin assimilyatsiya darajasi  va stimulyatsiya qilingan emissiya darajasi  bir xil.^[6] Agar 1 daraja va 2 daraja bo'lsa, boshqacha  - katlang va  - mos ravishda degeneratsiyani katlang, yangi munosabat: