Полупроводниковый механизм поглощения (hν > Eg ≫ kT )
Рис. 1. Лазерное возбуждение и внутризонная релаксация носителей по энергиям в полупроводнике:
а) межзонный переход с поглощением кванта hν; б) первоначальный вид функции распределения электронов; в) конечный вид функции распределения электронов
Полупроводниковый механизм поглощения характерен для собственных (чистых) полупроводников, в зоне проводимости и в валентной зоне которых свободных носителей нет. Преодолевая запрещённую зону фотоны рождают электрон-дырочные пары, которые передают энергию решётке в виде тепла за счёт двух процессов: а) передачи избыточной кинетической энергии ΔE = hν − Eg при релаксации электронов к дну зоны проводимости, а дырок — к потолку валентной зоны и б) безызлучательной рекомбинации на ловушках. Механизм эффективен, когда время безызлучательных переходов мало по сравнению с временами, характерными для излучательной рекомбинации. При этом росту концентрации свободных неравновесных носителей ñe препятствует не только безызлучательная рекомбинация на ловушках, вероятность которой W пропорциональна ñe, но и процессы междузонной излучательной рекомбинации W ∼ ñe2, ударной рекомбинации W ∼ ñe3 и амбиполярной диффузии электронов и дырок вглубь объёма за счёт градиента концентрации неравновесных носителей (рис. 2).
