J. Phys. France 29, 1024-1034 (1968)
DOI: 10.1051/jphys:019680029011-120102400

Étude de la recombinaison en volume des électrons avec les trous piégés, dans le cristal d'anthracène

G. Delacote, P. Quedec et M. Schott

Département d'État Solide, Institut d'Études Nucléaires, Alger, Algérie et Groupe de Physique du Solide de l'École Normale Supérieure (3), 24, rue Lhomond, Paris, 5

Abstract
The recombination of free electrons with holes trapped on a localized impurity level (detrapping time 140 ms, 300 oK) is coulombic. The measured recombination rate constant is Re = 2.2 ± 0.2 × 10-7 cm3 s-1 with the electric field along c', in order of magnitude agreement with the Langevin formula. The difference could be due to a small distortion of the crystal, or of the energy bands, in the vicinity of the impurity. The analysis of the results shows that some previously given values of R (free-free) are too high, due to non-consideration of electrostatic effects. The method allows in principle the measurement of the spatial distribution of the trapped holes.

Résumé
La recombinaison des électrons libres avec les trous piégés sur un niveau d'impureté (temps de séjour à 300 °K : 140 ms) est coulombienne. La constante de vitesse correspondante est Re = 2,2 ± 0,2 × 10 -7 cm3 s-1 lorsque le champ est appliqué dans la direction c'. Cette valeur est du même ordre de grandeur mais plus petite d'un facteur 3 que celle donnée par Re = 4π < μ/ε > qui exprime la constante de vitesse de recombinaison coulombienne dans un tel milieu. L'effet de canalisation par le champ électrique est insuffisant pour expliquer cette différence, qui peut être due à une déformation du cristal ou des bandes d'énergie, au voisinage de l'impureté. L'analyse quantitative des expériences montre que plusieurs mesures antérieures de la constante de recombinaison des porteurs libres R donnent des valeurs trop fortes de 100 % environ, faute de tenir compte de l'interaction électrostatique entre les distributions volumiques de charges positives et négatives. La méthode utilisée permet en principe de déterminer sous certaines conditions la distribution spatiale de trous piégés dans un cristal.

PACS
7220J - Charge carriers: generation, recombination, lifetime, and trapping.

Key words
Electron-hole recombination -- Free electron -- Charge carrier trapping -- Hole density -- Coulomb interaction -- Rate constant -- Impurity states -- Anthracene