Фотоэлектрические явления в полупроводниках

Abstract

В монографии рассматриваются процессы генерации, движения и рекомбинации неравновесных носителей тока в полупроводниках. Основное внимание уделено рассмотрению процессов рекомбинации через локальные центры, прилипания, диффузии и дрейфа неравновесных носителей тока в электрическом и магнитном полях и в связи с этим описанию явлений фотопроводимости (собственной и примесной), фотоэлектродвижущих сил, а также методов экспериментального исследования кинетики фотоэлектрических процессов. Книга рассчитана на физиков и инженеров, занимающихся полупроводниками.

Содержание Феноменологическое описание фотопроводимости - Равновесные и неравновесные носители тока, неравновесная проводимость - Некоторые характеристики равновесной проводимости - Распределение неравновесных носителей по энергиям - Время жизни неравновесных носителей тока - Релаксация неравновесной проводимости - Фотопроводимость образцов конечных размеров Методы измерения стационарной фотопроводимости - Методы с постоянным и модулированным освещением - Вычисление фотопроводимости из данных опыта - О пороге чувствительности - Об оптимальных размерах образцов для измерения фотопроводимости - Исключение влияния контактов - Исключение влияния неоднородности освещения Определение основных феноменологических параметров β и τ по исследованию кинетики фотопроводимости - Частотная зависимость фотопроводимости - Определение времени жизни методом компенсации сдвига фаз - Исследование релаксации в нелинейном случае - Некоторые методы модуляции интенсивности световых пучков Процессы генерации неравновесных носителей тока - Внутренний фотоэффект (возбуждение, связанное с поглощением света) - Ионизация квантами и частицами больших энергий - Другие методы «генерации» неравновесных носителей тока Рекомбинация через простые локальные центры - Ограничения, налагаемые законами сохранения энергии и импульса - Рекомбинация через локальные центры (ловушки). Захват локальными центрами носителей тока - Полупроводник с одним типом ловушек - Схема с одним типом ловушек. Стационарный случай - Случай нескольких типов ловушек - Релаксация неравновесной проводимости Процессы прилипания неравновесных носителей - Центры рекомбинации и центры прилипания - Демаркационные уровни Монополярная фотопроводимость - Влияние уровней прилипания на стационарные характеристики и релаксацию неравновесной проводимости (слабое заполнение уровней — линейный случай) - Влияние α-прилипания на феноменологический выход и время жизни в общем случае любой степени заполнения уровней прилипания - Влияние постоянной подсветки на релаксацию фотопроводимости при наличии α-прилипания Биполярная фотопроводимость - Влияние уровней прилипания на стационарную фотопроводимость и стационарные времена жизни электронов и дырок - Влияние уровней прилипания на релаксацию неравновесной биполярной проводимости «Нелинейные» процессы релаксации при сильном заполнении уровней прилипания - Влияние сильного заполнения уровней прилипания на начальные стадии нарастания фотопроводимости - Влияние уровней прилипания на общий характер релаксационных кривых фотопроводимости Рекомбинация через многозарядные центры - О спектре сложных центров - Время жизни при рекомбинации через многозарядные центры Собственная (межзонная) рекомбинация - Излучательная рекомбинация свободных электронов и дырок - Исследование спектров излучательной рекомбинации - Влияние прилипания на излучательную рекомбинацию - Ударная рекомбинация «Примесная фотопроводимость» - Особенности примесной фотопроводимости - Примесная фотопроводимость, связанная с одним типом уровней - Критерий монополярности примесной фотопроводимости Некоторые эффекты комбинированного возбуждения - Индуцированная примесная фотопроводимость - Оптическая перезарядка примесных центров и кинетика примесной фотопроводимости - Термостимулированная проводимость - О знаке фотопроводимости плохо проводящих полупроводников - Метод длинноволнового зондирования локальных уровней О смысле используемых понятий о «времени жизни» - Время жизни носителей тока в зонах - Микроскопическое и релаксационное время жизни Диффузия и дрейф неравновесных носителей тока (монополярный случай) - Распределение концентрации, заряда и поля при диффузии в случае низкого уровня возбуждения. Длина экранирования Дебая - Эффективное время установления диффузионного равновесия («постоянная времени Максвелла») - Распределение концентрации при наличии внешнего электрического поля - О длине экранирования Дебая в плохо проводящих полупроводниках и диэлектриках - О так называемом «вторичном» и сквозном фототоках в полупроводниках Диффузия и дрейф неравновесных носителей тока (биполярный случай) - Диффузия и дрейф неосновных носителей тока - Метод экспериментального определения длины диффузионного смещения lD и времени жизни неосновных носителей тока τ - Прямой метод определения подвижности неосновных носителей тока - Определение соотношения между подвижностью и коэффициентом диффузии для неравновесных неосновных носителей - Метод определения времени жизни и подвижности неосновных носителей с помощью движущегося светового пятна - Количественное рассмотрение диффузии и дрейфа при любых соотношениях между концентрациями электронов и дырок - ЭДС Дембера Некоторые фотомагнитоэлектрические и фотомагнитоконцентрационные эффекты Фотоэлектромагнитные эффекты - Биполярный фотоэлектромагнитный эффект Кикоина–Носкова - Монополярный нестационарный фотомагнитный эффект - Отрицательная фотопроводимость в магнитном поле Магнитоконцентрационные эффекты - Продольный магнитоконцентрационный эффект - Магнитоконцентрационный эффект Суля Фотоэлектродвижущие силы в неоднородных полупроводниках - Механизм действия электронно-дырочных фотоэлементов - Основные характеристики электронно-дырочных фотоэлементов - О кинетике фотодиодов - Кинетика вентильной фото-ЭДС при наличии нагрузки и любых соотношениях между τ и R0C - Влияние прилипания на релаксацию фототока фотодиода - Малоинерционные фотодиоды - Об оптимальном режиме использования фотодиодов для регистрации малых сигналов - Фотоэлектродвижущие силы в области примесного возбуждения - «Внешний» фотоэффект из металла в полупроводник - Фототриоды - Фотодиод как преобразователь световой энергии в электрическую