Temperature dependence of the radiative recombination coefficient in silicon

The temperature dependence of the intrinsic radiative recombination coefficient B in silicon was measured from 100 to 400 °K. In contrast to previous calculations, B decreases with temperature. For interpretation of the measurements, a unique theory of the indirect radiative band-to-band and free exciton recombination is given. The decrease of B with increasing T is due to the decrease to the exciton concentration and of the Coulomb-enhancement of the band-to-band recombination rate. The latter however is smaller than the exciton recombination part even at room temperature. The constants of the exciton and band-to-band recombination are determined. Es wurde die Temperaturabhängigkeit des Koeffizienten B dcr intrinsischen strahlenden Rekombination in Silizium von 100 bis 400 °K gemessen. Im Gegensatz zu früheren Rechnungen nimmt B mit der Temperatur ab. Zur Interpretation der Messungen wird eine einheitliche Theorie der indirekten strahlenden Band–Band- und Freien-Exzitonen-Rekombination aufgestellt. Die Abnahme von B mit steigendem T geht auf die Abnahme der Exzitonenkonzentration und der Coulomb-Vergrößerung der Band–Band-Rekombinations-rate zurück. Letztere ist jedoch noch bei Zimmertemperatur kleiner als der Exzitonen-rekombinationsanteil. Die Konstanten der Exzitonen- und Band–Band-Rekombination werden bestimmt.