1r ciclo recombinación electrón hueco

[hessiano97]

Buenas, ¿qué es exactamente la recombinación electrón-hueco? resumido se podría decir que los electrones saltan de un estado energético a otro?


Gracias

[Alriga]

Re: recombinación electrón hueco

Un hueco se ha producido cuando un electrón se ha ido de la banda de valencia. Pero puede suceder (y de hecho sucede) que otro electrón “que pasaba por allí” ocupe ese hueco. A esa ocupación del hueco por otro electrón se le llama recombinación.

Saludos.

[Julián]

Re: recombinación electrón hueco

La recombinación sucede cuando los estados energéticos ocupados por el electrón de conducción y el hueco desaparecen (el estado energético del hueco es un nivel de energía inferior al nivel de fermi, nivel que es tomado como referencia). Ya que un hueco no es solamente un estado vacante en la vanda de valencia sino que es modelado por una partícula cuasi cuántica. Eso implica que ese estado vacante se desplazará por todo el cristal.

A esa ocupación del hueco por otro electrón se le llama recombinación.

Digo lo anterior porque hay que especificar que el electrón debe ser de conducción. La ocupación del estado vacante en la banda de valencia por un electrón de valencia no implica una recombinación.

[surrealfrog]

Re: recombinación electrón hueco

Conocen ustedes alguna información sobre cómo ocurre la dinámica durante la recombinación del electrón y el hueco? Hasta donde conozco, la masa efectiva del hueco es demasiado grande en comparación con la masa efectiva del electrón, por lo que se puede suponer que el hueco se queda "quieto" y es el electrón el que se mueve. Además he leido que se puede detectar radiación proveniente de la oscilación del electrón, que supongo que provienen de la oscilación de Rabi. Si tuvieran alguna otra información les agradecería compartirla.

[Julián]

Re: recombinación electrón hueco

Hasta donde conozco, la masa efectiva del hueco es demasiado grande en comparación con la masa efectiva del electrón, por lo que se puede suponer que el hueco se queda "quieto" y es el electrón el que se mueve

Las masas efectivas son diferente y debido a las características no ideales del material estos alcanzan una velocidad constante que dependerá de la solución a la siguiente ecuación diferencial

$\dst q \vec{F} - \alpha \vec{v} = {m}_{e} \frac{ d \vec{v}}{d t}$

Evidentemente dicha ecuación se corresponde a un análisis clásico. Donde tanto la masa efectiva y la constante de arrastre dependerá si es un hueco o electrón. Aún así ambos se mueven y ambos alcanzan una velocidad promedio máxima al alcanzar el régimen permanente luego de aplicar una diferencia de potencial en extremos del conductor.

Pero, ¿de donde sacas de que se supone que se queda quieto el hueco? En sí la corriente no depende exlusivamente de la velocidad de la carga sino que también de la cantidad de carga que circula:

$\dst I = {\int}_{S} \vec{J} . d \vec{S}$ y para un semiconductor $\dst \vec{J} = \vec{J}_{h} + \vec{J}_{e}$

Es decir, ambos se desplazan y ambos contribuyen a la corriente. Además

$\dst \vec{J} = \rho \vec{v}$ donde dicha densidad de corriente no solo depende de la velocidad sino que también de la densidad de carga que se desplaza.

Si quisieramos ver como es la distribución de densidades de los portadores para un diodo en polarización directa e inversa, ver la siguiente imagen.



Y la distribución de corrientes para la polarización directa: