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Rekombination

Ladungsträgerrekombination. Vorgang im Halbleiter, bei dem durch Einfangen eines freien r Elektrons durch ein Defektelektron (Loch) die Zahl der zum Leitungsmechanis mus beitragenden Ladungsträger vermin dert wird. Die R. findet bevorzugt an Oberflächen (Oberflächen-R.) oder an Rekombinationszentren im Innern des Halbleiters, wie Kristallversetzungen und Gitterfehlstellen, statt (Volumen-R.). Sie ist proportional zur Anzahl der vorhandenen Elektronen und Löcher. Die Anzahl der R. je Zeit- und Volumeneinheit, die R. rate R, ergibt sich aus dem R. koeffizienten r und der r Elektronenbzw. Löcherdichte n bzw. p zu R = r n p. Bei der R. eines Elektron-Loch-Paares wird die Energie der beteiligten Teilchen entweder in Form von Lichtquanten nach außen abgegeben (strahlende R.) oder aber als Wärme an die Gitterbausteine abgeführt (nichtstrahlende oder strahlungslose R.). Bei mikroelektronischen Bauelementen, wie Transistoren, Dioden oder IS, ist die R. ein unerwünschter Vorgang, da sie u. a. Schaltgeschwindigkeiten verringert und Leckströme erhöht. Demgegenüber werden bei optoelektronischen Strahl ungsemitter-Bauelementen, z. B. bei LED und Halbleiterlasern, R. vorgänge bewußt zur Lichterzeugung ausgenutzt (Lumineszenz). Atom- und Molekülphysik, Prozess der Vereinigung von positiv geladenen Ionen mit Elektronen zu neutralen Atomen. Findet in einem Gas Ionisation statt, so findet gleichzeitig auch Rekombination durch den Einfang von Elektronen durch positiv geladene Ionen statt. Die Rate dieser Rekombination hängt von den vorhandenen Spezies sowie der kinetischen Energie der Atome ab. Die Rekombination stellt einen Konkurrenzprozess zur Gasentladung dar, da sie das Anwachsen der Ladungsträgerkonzentration beschränkt.

 

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