Zur Frage der strahlungslosen Rekombination

Zusammenfassung

Der theoretisch schwierigste Vorgang, welcher in die Theorie des elektrischen Durchschlags eingeht, ist die Rekombination. Glücklicherweise wird die theoretische Durchschlagsfeldstärke durch den genauen Wert der Rekombinationswahrscheinlichkeit nur wenig beeinflußt. Trotzdem wäre die theoretische Beherrschung dieser Vorgänge natürlich erwünscht. Die im leitenden Zustand sich befindenden Elektronen können mehrere Sorten von Rekombinationsvorgängen erleiden: Sie können entweder in die freien Plätze des gebundenen Zustandes zurückspringen, d.h. also, sich an ein Atom anschließen, welches vorher ein Elektron abgegeben hat, oder sie können an eine Gitterfehlstelle irgendwelcher Art gebunden werden. Jeder dieser Rekombinationsvorgänge kann grundsätzlich entweder mit oder ohne Ausstrahlung von Licht vor sich gehen. Aus dem Experiment weiß man, daß der bei weitem häufigste Vorgang der strahlungslose ist, und dies macht der theoretischen Vorstellung seit langer Zeit große Schwierigkeiten, da bei der strahlungslosen Rekombination die Energie, welche das Elektron abgeben muß, nur in die thermischen Schwingungen des Gitters überführt werden kann und diese Gitterschwingungen nach der Quantentheorie nur Energiebeträge aufnehmen können, welche um ein Vielfaches kleiner sind als ein eVolt, während das Elektron normaler Weise mehrere Volt an Energie abgeben muß. Der Grund dafür liegt darin, daß den Gitterschwingungen als sogenannte Energiequanten Beträge von der Größenordnung 1/100 bis 1/10 eVolt zukommen.