Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

Objectifs

Définitions

Génération

Recombinaison

Durée de vie

Conclusions Exercices


Semiconducteur homogène hors équilibre : 6.4 Recombinaisons.

boule Un excès d'électrons ou de trous par rapport à l'état d'équilibre entraîne l'augmentation du phénomène de Recombinaison pour ramener le système à son état d'équilibre.

boule R' : taux de recombinaison (cm-3.s-1)  (Recombination rate): nombre de paires électron-trou disparues par unité de volume et unité de temps.

6.4.1. Recombinaison directe.

anim005 bouleTransition directe de l'électron de la BdC à la BdV (direct or band to band recombination)

boule l'énergie récupérée peut

  • être transformée en photons (recombinaison radiative avec émission de lumière).
  • être transformée en phonons (recombinaison non radiative : dissipation de l'énergie sous forme thermique par échauffement du réseau cristallin).
  • être cédée à un électron de la BdC qui se trouve transféré à un niveau supérieur ou un trou de la BdV qui se trouve transféré à un niveau inférieur : c'est la recombinaison Auger .

6.4.2. Recombinaison indirecte.

anim006 bouleles défauts du réseau cristallin (interstitiels, lacunes, dislocations), certaines impuretés chimiques (Au dans Si, Cu dans GaAs) donnent des niveaux discrets d'énergie situés vers le milieu de la BI : ce sont des niveaux profonds (deep levels)

boule quand un niveau profond capte un électron :

  1. la probabilité de capturer un trou est plus importante que celle de renvoyer l'électron, elle va faire une recombinaison c'est donc un centre de recombinaison (recombination center).
  2. la probabilité de réémettre l'électron dans la BdC, le niveau a simplement retenu le porteur pendant un certain temps, c'est un piège (trap)

boule ces transitions mettent en jeu des énergies plus faibles qu'une transition directe, elles sont donc beaucoup plus probables qu'une transition bande à bande.

Applet de visualisation de la recombinaison assistée  (wwwUniversity of BUFFALO : Prof C.R. Wie and his students)


Semiconducteurs homogènes hors équilibre.

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Dernière mise à jour : le 12 février, 2001 Auteur : Bernard BOITTIAUX