Generarea și recombinarea perechilor de electroni
Un electron este definită ca o sarcină negativă sau negativăpolaritatea particulelor atomice. Electronii sunt liberi sau atașați la nucleul oricărui atom. Acestea există în diferitele niveluri de energie sau în banda de energie a oricărei particule sau atomi atomici. Mișcarea electronilor generează un curent electric în materialul semiconductor. Încărcarea pe un electron este denumită unitate electrică.
Când energia este furnizată unui semiconductor, un electron de valență este ridicat la un nivel de energie mai ridicat, electronul care pleacă lasă un post vacant în banda de valență. Acest post vacant este cunoscut sub numele de Gaură. Astfel, cu alte cuvinte, putem defini gaura ca o vacanță rămasă în banda de valență din cauza ridicării unui electron de la banda de valență la o bandă de conducere, numită Hole.
Perechi de electroni
Ori de câte ori, o energie externă sub formă deenergia termică este furnizată unui semiconductor, electronii de valență sunt ridicați până la banda de conducție unul după altul, lăsând în urmă o vacanță în banda de valență numită Hole. Numărul de electroni care urmează a fi ridicat de la banda de valență la banda de conducție depinde de cantitatea de energie externă furnizată semiconductorului.
Dacă numai un electron este ridicat la conducțiebandă, atunci este creată o gaură în banda de valență. Astfel, de fiecare dată când se formează o pereche de electroni. Postul vacant creat de electronul din banda de valență, cunoscut sub numele de gaură, acționează ca o sarcină pozitivă. Are o tendință puternică de a atrage electronii din legăturile covalente din apropiere.
Recombinarea electronilor și a găurilor
Când o energie externă este furnizată unui asemiconductor, electronul benzii de valență este ridicat la banda de conducție și devine liber lăsând în urma găurilor din banda de valență. Orbita benzii de conducere în care se deplasează electronii liberi este mai mare în comparație cu orbita benzii de valență în care sunt formate găurile.
Un atom al orbitei de bandă de conducere poatese intersectează cu orbita gaurului unui alt atom. Ca rezultat al acestei intersecții, electronul bandei de conducere cade într-o gaură. Această fuziune a electronului liber și a unei găuri este numită Recombinarea electronilor și a găurilor. Când are loc recombinarea, gaura nu se mișcă nicăieri, dispare.
Acest procesul de recombinare are loc continuu într-un semiconductor șiumple fiecare gaură. Cu toate acestea, energia termică de intrare continuă să producă găuri noi prin ridicarea electronilor de valență până la banda de conducție formând pereche de electroni-gaură. Crearea de perechi de electroni-gauri si recombinarea lor continua continuu.
Timpul mediu dintre creație șidispariția unei perechi de electroni este denumită Lifetime. Durata de viață variază de la nanosecunde la mai multe microsecunde, în funcție de diverși factori cum ar fi forma, dimensiunea, structura cristalină a materialului semiconductor.
