Rekombination__Physik_
Rekombination__Physik_

== Rekombination im Halbleiter ==
Im Halbleiter spricht man von Rekombination, wenn ein ins Leitungsband angeregtes Elektron wieder relaxiert, das heißt unter Abgabe eines Photons oder Phonons ins Valenzband „zurückfällt“. Man spricht von strahlender bzw. strahlungsloser Rekombination. In Leuchtdioden rekombiniert ein Teil der Ladungsträger strahlend. In Silizium-Halbleiterbauelementen (mit indirekter Bandlücke) findet dagegen nahezu ausschließlich strahlungslose Rekombination statt.
Der entgegengesetzte Prozess zur Rekombination ist die ''Generation'', bei der durch Ionisation ein Elektron und ein Loch erzeugt wird. Die Ionisationsenergie stammt dabei meist von Photonen oder Phononen. Die Rekombinations- und Generationsraten sind im thermodynamischen Gleichgewicht gleich.
Bei der Rekombination wählt man oft einen einfachen Ansatz für die Rekombinationsrate, das heißt die Anzahl der Rekombinationen pro Zeit (und Volumen).
analog gilt für Defektelektronen:
 bzw.  bezeichnen hierbei die Konzentrationen der Ladungsträger (Elektronen bzw. Defektelektronen),  bzw.  die Gleichgewichtskonzentrationen und  bzw.  die effektiven Lebensdauern der Ladungsträger. Anschaulich steigt also die Rekombinationsrate, wenn die Ladungsträgerkonzentration über der Gleichgewichtskonzentration liegt.
Genauer betrachtet gibt es viele verschiedene Effekte, die im Prozess der Rekombination eine Rolle spielen.
Photonen oder Phononen, deren Energie  größer ist als die Energielücke  im Halbleiter, können ihre Energie an Valenzelektronen abgeben und damit im Halbleiter Elektronen-Loch-Paare erzeugen. Diese Ladungsträger (Elektronen und Löcher) gehen durch Strahlung und/oder Gitterschwingungen (Phononen) wieder in Richtung der Bandkante, da dort ihre Energie minimiert wird. Dieser Effekt begrenzt maßgeblich den Wirkungsgrad von Solarzellen, er kann aber durch die Verwendung von Tandem-Solarzellen verringert werden.
Eine Rekombination dieser Elektronen und Löcher kann entweder strahlend oder nichtstrahlend erfolgen. Rekombinieren sie strahlend, so nennt man diesen Effekt Lumineszenz. Entscheidend ist, dass für eine beobachtbare strahlende Rekombination ein direkter Halbleiter nötig ist, bei denen es keinen Impuls-Unterschied der Bandminima im Leitungsband und Bandmaxima im Valenzband gibt.
Es gibt drei bekannte Rekombinationsarten: Strahlende, Shockley-Read-Hall- und Auger-Rekombination.