рекомбинационные волны

РЕКОМБИНАЦИОННЫЕ ВОЛНЫ - волны концентрации носителей заряда в холодной биполярной плазме полупроводников во внеш. электрич. поле (см. Плазма твёрдых тел). Возникают спонтанно, когда электрич. поле превосходит нек-рое пороговое значение. Р. в. проявляются как колебания тока в образце, к к-рому приложено пост. напряжение. Условием существования Р. в. в полупроводнике является наличие как электронов, так и дырок, концентрации к-рых не должны сильно отличаться. Др. условие состоит в том, чтобы времена жизни т носителей были различными. Оба условия выполняются только при наличии глубоких примесных центров рекомбинации, уровни энергии к-рых располагают в ср. части запрещённой зоны полупроводника. Эти условия иллюстрируются диаграммой (рис.).

Области существования реком-бинационных волн заштрихованы; p, n - равновесные концентрации дырок и электронов; - их времена жизни.

Р. в. проявляются в потере устойчивости протекания электрич. тока. Его течение устойчиво лишь в слабых полях. Критич. значение напряжённости поля определяется условием, чтобы дрейфовая длина неравновесных носителей заряда превосходила их диффузионную длину. С этим и связан механизм самовозбуждения Р. в., заключающийся в том, что избыточные неосновные носители, возникшие благодаря случайной генерации с примесных центров захвата, не рекомбиннруют там, где они родились, а уносятся полем вместе с частично нейтрализующими их осн. носителями. Р. в. распространяются в сторону дрейфа более долгоживу-щих носителей заряда.

Р. в. наблюдались в кристаллах Ge n-типа с примесью Мn и Sb и в кристаллах Si n-типа с примесью Zn и P при темп-pax Т ~ 300 К в электрич. поле порядка десятков В/см. Период колебаний тока от долей секунды до неск. мкс. Частота и амплитуда Р. в. чувствительны к изменению внеш. условий (темп-ры, магн. поля, освещения, к облучению потоком частиц). Это обусловливает возможности практич. использования Р. в. Созданы прецизионные датчики темп-ры, напряжённости магн. поля, механич. деформаций, мощности эл--магн. и корпускулярного излучений, а также миниатюрные полупроводниковые генераторы и преобразователи.

Лит.: Константинов О. В., Перель В. И., Царенков Г. В., Условия существования медленных и быстрых рекомбинационных волн в полупроводниках, "ФТТ", 1967, т. 9, с. 1761; Карпова И. В. и др., Рекомбинационные волны в компенсированном германии, в кн.: Труды IX международной конференции по физике полупроводников, Москва, 23-29 июля 1968 г., т. 2, Л., 1969; Карпова И. В., Перель В. И., Дрейф импульса инжектированных носителей в биполярной плазме полупроводника с ловушками в условиях возбуждения неустойчивости типа рекомбинационных волн, "ФТП", 1976, т. 10, с. 426. О. В. Константинов, Г. В. Царенков.

   <<      Предметный указатель      >>