1、第6章非平衡过剩载流子 非平衡状态 ， 载流子的产生与复合 连续性方程 双极输运 准费米能级 *过剩载流子的寿命 *表面效应,本章讨论非平衡状态下,半导体中载流子的产生、复合以及它们的运动规律 。
许多重要的半导体效应都是和非平衡态密切相关的,许多器件就是利用非平衡载流子工作的, 这些器件在不工作时,内部处于热平衡状态； 工作时,就要打破平衡,产生非平衡载流子, 例如PN 结、晶体管等皆是如此;
所以,我们要研究非平衡载流子的性质,了解它在电场下的运动特点,帮助深入了解材料的电学性质从而把握器件的工作原理,6.1载流子的产生与复合 产生：电子和空穴的生成过程 复合：电子和空穴消失的过程 热平衡：产生 。

2、过程与复合过程动态平衡 6.1.1平衡状态半导体 如前所述 ， 实际晶体中存在着杂质和缺陷 ， 而且晶格原子也在不停地进行热振动 ， 这样 ， 对晶体中运动着的电子产生了散射作用 ， 这种散射的频率非常频繁 ， 大约每秒发生1012 1013 次 。
频繁的散射 ， 使得电子在晶体能带的各个电子态之间不停地跃迁 。
但是大量的电子在宏观上却表现出了一定的规律性 ， 费米一狄拉克分布描述了这种规律性,电子-空穴对的带间产生与复合,导带和价带之间的跃迁如下： 一方面 ， 不断地有价电子跃迁到导带 ， 形成导带电子 ， 同时形成价带空穴； 称为电子一空穴对的产生 另一方面 ， 也不断地有导带电子落回到价带的空位上 ， 使得导带中电子数减少一个 ， 价带中空穴数 。

【第六章1 载流子的产生与复合|半导体物理学第六章1载流子的产生与复合】3、减少一个； 称为电子一空穴对的复合,在一定温度下 ， 处于热平衡状态下的半导体 ， 电子-空穴对的产生和复合保持一种动态平衡 ， 使得导带中电子数目、价带空穴数目保持不变 。
这里 ， 无论是导带电子还是价带空穴 ， 都是借助于热激发产生的 ， 就是说杂质电离或本征激发所需的能量都是来自热运动的能量 ， 这种载流子我们称为平衡载流子 ， 用n0、p0表示,热平衡状态的特征,6.1.2 非平衡载流子 然而 ， 除去热激发以外 ， 我们尚可借助于其它方法产生载流子 ， 从而使得电子和空穴浓度偏离热平衡时的载流子浓度n0、p0 ， 我们称此时的载流子为非平衡载流子 ， 用n和p表示 ， 多于平衡值的那部分载流子称为过剩载流子n和p,产生非平衡载流子的方法可 。

4、以是电注入（如PN 结）、光注入（如光探测器）等,Excess electrons and excess holes,基本方程 G：电子一空穴对的产生率 ， 单位时间 ， 单位体积内激发产生的导带电子和价带空穴数 。
R：电子一空穴对的复合率 ， 单位时间 ， 单位体积内复合消失的导带电子和价带空穴数 。
在一块载流子均匀分布的半导体中 ， 载流子数目随时间的变化率为,产生率：与导带中的空状态密度以及价带中相应的占据状态密度有关； 复合率：与导带中的占据状态密度（电子）以及价带中的空状态密度（空穴）有关,显然 ， 复合率和电子以及空穴的浓度有关,对于产生率来讲 ， 由于导带中几乎全部是空状态；对于本征材料（Si） ， ni/Nv 。

5、0.0000000005；相应的价带 ， 则几乎是全满的 ， 因而小的电子和空穴浓度几乎不影响和产生率有关的占据几率,以光注入非平衡载流子为例,光照 hvEg,Eg,hv,n,p,Ec,Ev,一块载流子均匀分布的半导体： 在t t1时 ， 经历一段时间后 ， 样品重新回到热平衡态,t0时 ， 无光照 ， 处于热平衡 ， 此时 t=0时 ， 开始光照 ， 产生附加的产生率G（受激吸收） ， 此时,产生率,复合率,载流子浓度,载流子浓度不变,产生率,复合率,载流子浓度,载流子浓度开始增加,t0时 ， 由于由于G R ， 故载流子浓度提高n、p， 由此将引起复合率R 的上升,净复合率,显然 ， 净复合率是由于过剩载流子的存在而导致的 ， 因而其值与过剩载 。

6、流子浓度n、p有关 。
随着过剩载流子浓度的增加 ， 净复合率也在增加并最终与附加产生率相等而达到稳态 。
（为什么,过剩载流子浓度增加直至复合率R重新等于产生率G,t=t1时 ， 光照撤除 ， 附加产生率G消失 ， 此时 ，tt1时 ， 由于G R ， 故载流子浓度n、p， 由此将引起复合率R的下降 。
此间 ， 载流子浓度变化规律满足,产生率,复合率,载流子浓度,复合是载流子的自发行为 ， 与两种载流子的浓度有关,电子空穴复合概率 ， 或者复合系数 ， 与热运动速度有关 ， 也即与温度有关 ， 与浓度无关,在热平衡态,在非简并条件下 ， 产生率与载流子浓度无关,因而在tt1时,由于电子和空穴是成对产生的 ， 因而过剩多数载流子和少数载流子的浓度相同 ， 即,复 。

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标题：第六章1 载流子的产生与复合|半导体物理学第六章1载流子的产生与复合