Нарны зайн үр ашиг нь электрон нүхний хосууд үр дүнтэй ашиглагдахаасаа өмнө дахин нэгдэх үед буурдаг. Хагас дамжуулагч нь тохирох долгионы уртад гэрлийг шингээхэд электрон нүхний хосууд үүсдэг. Гэрэлтүүлгийн дор материал дахь тээвэрлэгчийн концентраци нь тэнцвэрийн утгаас давдаг. Гэрлийн эх үүсвэрийг салгасны дараа тээвэрлэгчийн концентраци нь рекомбинаци гэж нэрлэгддэг процессоор тэнцвэрийн төлөвтөө буцаж ордог. Доор хэд хэдэн өөр рекомбинацийн механизмыг харуулав.
1. Цацрагийн рекомбинаци
Цацрагийн рекомбинаци нь гэрлийн шингээлтийн процессын урвуу үйл явц бөгөөд электрон нь өндөр энергийн төлөвөөс бага энергийн төлөв рүү шилжиж, илүүдэл энергийг гэрэл хэлбэрээр ялгаруулдаг. Энэ төрлийн рекомбинаци нь хагас дамжуулагч лазер болон гэрэл ялгаруулдаг диод (LED)-д чухал ач холбогдолтой боловч цахиурын нарны зайд давамгайлдаггүй.
2. Шнек рекомбинаци
Оже рекомбинаци нь цохилтын ионжуулалтын урвуу үйл явц юм. Электрон ба нүх рекомбинацид илүүдэл энерги нь гэрэл хэлбэрээр ялгарахын оронд өөр электрон руу шилждэг. Дараа нь өдөөгдсөн электрон анхны төлөвтөө буцаж суларч, фонон (чичиргээний энерги) ялгардаг. Оже рекомбинаци нь ялангуяа их хэмжээгээр хольцтой материалд, ялангуяа хольцын концентраци 10¹⁷ см⁻³-ээс хэтэрсэн үед илүү тод илэрдэг тул ийм тохиолдолд давамгайлсан рекомбинацийн үйл явц болдог.
3. Хавхны тусламжтайгаар рекомбинаци хийх
Хагас дамжуулагчийн хольц ба согогууд нь хориглосон зурвасын зайд зөвшөөрөгдсөн энергийн түвшинг бий болгодог. Эдгээр согогийн энергийн түвшин нь хоёр үе шаттай рекомбинацийн процессыг хөнгөвчилдөг: электрон эхлээд дамжуулах зурвасаас согогийн түвшин рүү, дараа нь валентийн зурвас руу суларч, нүхтэй дахин нэгддэг. Энэ процесс нь рекомбинацийг дэмжихэд маш үр дүнтэй бөгөөд нарны зайн гүйцэтгэлд мэдэгдэхүйц нөлөөлдөг.
4. Гадаргуугийн рекомбинаци
Хагас дамжуулагчийн гадаргууг талст бүтцийн төгсгөлөөс шалтгаалан согогийн өндөр концентрацитай хэсэг гэж үзэж болно. Эдгээр гадаргуугийн согогууд нь хориотой зурвасын зайд олон тооны энергийн төлөв байдлыг үүсгэдэг бөгөөд рекомбинаци амархан явагддаг. Гадаргуу дээрх талст бүтэц нь маш жигд бус байдаг тул эдгээр хэсэгт рекомбинаци үүсэх магадлал өндөр байдаг тул гадаргуугийн рекомбинаци нь чухал хүчин зүйл юм.
Дүгнэлт
Практик нарны зай хураагуурт эдгээр рекомбинацийн механизмууд нь нийт гүйцэтгэлийн алдагдалд хувь нэмэр оруулдаг. Эсийн дизайнеруудын үүрэг бол үр ашгийг дээшлүүлэхийн тулд эдгээр алдагдлыг багасгах явдал юм. Рекомбинацийн процесс бүр өөр өөр бэрхшээлтэй тулгардаг бөгөөд материалын сонголт, гадаргуугийн идэвхгүйжилт, оновчтой допинг түвшингээр дамжуулан эдгээрийг даван туулах нь нарны зай хураагуурын гүйцэтгэлийг сайжруулахад чухал үүрэгтэй. Нэмж дурдахад, зах зээл дээрх янз бүрийн арилжааны нарны зай хураагуурыг ялгаж, тэдгээрийн үр ашиг, хэрэглээний боломжид нөлөөлдөг өвөрмөц дизайны онцлогууд байдаг.
