В чем разница между поглощением свободными носителями и примесным поглощением в полупроводниках?

Разница между поглощением свободными носителями и примесным поглощением в полупроводниках заключается в механизмах процесса и в том, какие носители заряда участвуют в нём.

Поглощение свободными носителями связано с переходом электронов (или дырок) с одного энергетического уровня на другой в пределах одной и той же разрешённой зоны. core.ac.uk Свободные носители зарядов — электроны в зоне проводимости и дырки в валентной зоне, поглощая фотоны, переходят на более высокие свободные энергетические уровни. solidstate.petrsu.ru

Примесное поглощение обусловлено возбуждением примесных центров или их ионизацией. core.ac.uk Поглощение фотонов вызывает переходы электронов донорных атомов в зону проводимости или же переход валентных электронов полупроводника на акцепторные уровни. solidstate.petrsu.ru Могут наблюдаться также переходы электронов примесных центров на энергетические уровни возбуждения этих атомов. solidstate.petrsu.ru

Ещё несколько отличий:

• Концентрация носителей: при поглощении свободными носителями не меняется концентрация носителей, но увеличивается их подвижность. {7-host} При примесном поглощении возрастает концентрация носителей только одного знака — основных или неосновных. {7-host}
• Энергия поглощённых квантов: при примесном поглощении энергия квантов не хватает для образования электронно-дырочной пары, но её достаточно, чтобы возбудить примесный атом до состояния, когда образуются свободный электрон и связанная дырка или свободная дырка и связанный электрон. {9-host}
• Эффективность поглощения: коэффициент примесного поглощения значительно меньше, чем собственного. {9-host} Обычно концентрация примесных атомов на 6–8 порядков меньше атомов самого полупроводника. {9-host}