Статья: Влияние концентрации рекомбинационных центров на фотоэлектрический отклик полупроводников

Детально проанализировано, как влияет значение концентрации центров рекомбинации N на процесс генерации-рекомбинации Холла-Шокли-Рида. Рассмотрено слабое отклонение полупроводника от состояния термодинамического равновесия. Показано, что в концентрационных зависимостях времен жизни неравновесных электронов n(N) и дырок  p(N), в целом падающих с увеличением N, при определенных условиях может быть и участок роста на несколько порядков. Проведено аналитическое решение задачи о свойствах функций n(N) и  p(N) в их экстремальных точках. Проанализированы зависимости значений функций n(N),  p(N) в их экстремальных точках и положений этих экстремумов от концентрации мелкой легирующей примеси ND, энергии рекомбинационного уровня Et, отношения вероятностей захвата дырки и электрона на него , энергии запрещенной зоны полупроводника Eg, а также от температуры T. Вне традиционного приближения квазинейтральности развита теория эффекта всплеска до нескольких порядков фотоэлектрического отклика полупроводников при увеличении концентрации рекомбинационных центров N в случае межзонной фотогенерации носителей слабым излучением. Решены задачи об эффективностях фотовозбуждения электронов и дырок и фотоЭДС Дембера. Показано, что искомые величины можно радикально повысить за счет увеличения N. Исследованы зависимости коэффициента фотоэлектрического усиления G от N и напряжения на образце V. Выяснено, что величина всплеска G(N) немонотонно зависит от величины V. Вычислено максимально возможное значение всплеска G(N). Установлено, что неквазинейтральное решение рассмотренных задач может кардинально отличаться от квазинейтрального. Дано подробное физическое толкование полученных результатов.