Оже-рекомбинация

Оже-рекомбинация — механизм рекомбинации в полупроводниках, при котором лишняя энергия передаётся другому электронному возбуждению.

При рекомбинации электрона проводимости и дырки, электрон переходит из зоны проводимости в валентную зону. При этом он теряет энергию, которая приблизительно равняется ширине запрещённой зоны. Эта энергия должна передаться какой-нибудь другой частице или квазичастице: фотону, фонону или другому электрону. Последний из перечисленных процессов называется оже-рекомбинацией по аналогии с эффектом Оже. Электрон, который получает выделенную энергию, переходит на высоковозбуждённый уровень в зоне проводимости. Это высоковозбуждённое состояние потом термализуется, постепенно отдавая энергию колебаниям кристаллической решётки.

Оже-рекомбинация существенна при высокой плотности носителей заряда в полупроводнике, поскольку требует столкновения трёх квазичастиц. Одновременная высокая концентрация электронов проводимости и дырок возможна при интенсивном возбуждении полупроводника светом.

В 2007 году было установлено, что Оже-рекомбинация является причиной снижения эффективности светоизлучающих диодов при больших токах.

Оже-рекомбинация экситонов

Оже-рекомбинация экситонов происходит при столкновении двух экситонов. При этом процессе оба экситона исчезают, а вместо этого возникает другое состояние с высокой энергией, которое со временем может релаксировать к одноэкситонному. Вероятность процесса оже-рекомбинации пропорциональна квадрату плотности экситонов:

$R_{auger}=\gamma n^{2}$,

где n — концентрация экситонов, γ — коэффициент рекомбинации, который определяется подвижностью экситонов и радиусом их взаимодействия.

Оже-рекомбинация уменьшает квантовый выход возбуждённого кристалла.

Литература

• Абакумов, В. Н. Безызлучательная рекомбинация в полупроводниках. - Петербургский институт ядерной физики, 1997 - ISBN 5-86763-111-7 - глава 11 Оже-рекомбинация

Ссылки

• 3. Auger Recombination / Semiconductors and Solar Interactions - SolarWiki, University of California, Davis  (англ.)