Безызлучательная рекомбинация

Применение люминесцентных методов исследования может сильно ограничиваться низкой интенсивностью люминесценции из-за процессов безызлучательной рекомбинации. Экспериментально показано, что в большинстве полупроводников излучательный канал рекомбинации может стать основным лишь в особых экстремальных условиях. Обычно с ним успешно конкурирует безызлучательная рекомбинация.

Например, если в полупроводнике кроме «мелких» есть глубокие примесные центры, рекомбинация на которых идет безызлучательным путем, то доля излучательной рекомбинации по­нижается и может быть даже сведена на нет. Таким образом, повышение интенсивности излучения светодиода тре­бует определенного примесного состава полупроводника.

Существует несколько механизмов безызлучательной рекомбинации, которые объясняют главный вопрос: каким образом передается решетке энергия, выделяемая при рекомбинации и составляющая для межзонных переходов величину Е_g, а для примесной рекомбинации приблизительно Е_g-E_D,A. Основная трудность, возникающая при объяснении безызлучательной рекомбинации, состоит в том, что энергия фононов, составляющая несколько единиц или десятков мэВ, значительно меньше величин E_g и Е_g - E_D,A, которые составляют 2,5 - 0,1 эВ. При прямой передаче выделяемой энергии решетке требуется одновременное участие в акте рекомбинации большого числа фононов, что делает такой процесс крайне маловероятным. Предложен так называемый механизм оже-рекомбинации, который объясняет безызлучательные рекомбинационные переходы. Он предполагает передачу энергии, выделяемой при рекомбинации двух носителей, третьему (электрону или дырке) [3].