Бөлім 8 Жартылай өткізгіштердің оптикалық қасиеттері
жүктеу/скачать 1,01 Mb.
|
основы физики полупроводников (1)[229-239].ru.kk
Ескертулер
Ескерту 1. Келдыш-Франц әсері модуляциялық спектроскопия әдісінің негізінде жатыр. Спектрдің кең аймағындағы жартылай өткізгіштің сіңіру коэффициентін зерттеп жатырмыз деп елестетіп көрейік. Әдетте, біз жолақтарды аламыз және іргелі сіңірудің шеті қай жерде екенін білу оңай емес. Ол үшін айнымалы электр өрісі кристалға қолданылады және сыртқы өрісте және өріссіз сіңіру коэффициентінің айырмашылығын табады. Бұл айырмашылық электр өрісі сәулеленудің сіңуіне көбірек әсер ететін жиіліктер аймағында үлкен. A электр өрісі негізгі сіңіру жиегіне жақын α(ω) сіңіру коэффициентіне көбірек әсер етеді.Содан кейін шамасы болатын жиіліктер аймағында (ω) (ω) (ω) Δα = αбез поля − αс полем (8.116) максимумға ие және жартылай өткізгіштің іргелі сіңуінің шеті орналасқан. Ескерту 2. Келдыш-Франц әсері күшті легирленген үлкейткіш жолдардағы сәулеленуді сіңіру механизмін түсіндіру үшін маңызды болды. Легирленген жартылай өткізгіштерде α(ω) сіңіру коэффициенті hω < Eg энергиясы аймағында нөлден ерекшеленеді екен Сурет. 8.38. Қоспа жартылай өткізгіште жетіспейтін Жарық квантын сіңіру схемасы. Үздіксіз көлденең сызықтар өткізгіштік пен валенттілік аймақтарының шекараларына сәйкес келеді. Қисық сызықтар-өткізгіштік және валенттік аймақтардың шекаралары, қоспалардың потенциалымен қисық. Көрсеткі Жарық кванты hω жұтылған кезде электронның валенттік аймақтан өткізгіштік аймағына мүмкін оптикалық ауысуы байқалды Бұл нәтижені келесі ойларға сүйене отырып түсінуге болады. Егер жартылай өткізгіште кездейсоқ кеңістікте орналасқан зарядталған қоспалар (донорлар мен акцепторлар) болса, онда олар кездейсоқ (тербелмелі) электр өрістерін жасайды. Нәтижесінде, қоспалардың ауытқу потенциалы болған кезде, жартылай өткізгіш аймақтар бүгіледі (сурет. 8.38). Суреттен көрініп тұрғандай. 8.38, егер Eg hω > 0 болса, онда электрон мен тесік орналасқан аймақтар кеңістікте бөлінеді. Бұл жағдайда А нүктесінің оң жағындағы аймақ Электрон үшін классикалық түрде қол жетімді емес, ал А нүктесінің сол жағындағы аймақ тесік үшін классикалық түрде қол жетімді емес. Бұл жағдайда жарықты сіңіру коэффициенті тосқауыл астында туннель жасайтын электрон мен тесіктің толқындық функцияларының қабаттасу интегралын қамтиды. Осылайша, > 0 кезінде α () сіңіру коэффициенті экспоненциалды түрде аз, бірақ нөлден ерекшеленеді.Бұл негізінен Келдыш-Франц әсері, бірақ сыртқы электр өрісінде емес, зарядталған қоспалардың кездейсоқ өрісінде. Ескерту 3. Электр өрісіндегі p n түйісуіндегі диагональды туннельдеу. Келда - ША–Франц әсерінің тағы бір аспектісін p n түйісуіндегі сәулелік рекомбинация мысалында қарастырайық. Суретте. 8.39 p n-ауысудың оңайлатылған диаграммасы берілген, ол тікелей бағыттамещысқан. Мұндай жүйеде эмиссиялық рекомбинация қалай жүреді? Бұл жағдайда электрондар p аймағына енгізілген кезде тікелей сәулелену рекомбинациясының арнасы мүмкін (суреттегі 1-көрсеткі. 8.39) және сол жерде hω = Eg энергиясымен Жарық квантын шығаратын тесікпен рекомбинацияланады. Сол сияқты, тесіктер n-аймаққа енгізіледі (2-көрсеткі) және электрондармен қайта біріктіріледі. Бірінші және екінші жағдайда да сәулелену жиілікте жүреді ω = Eg / h. экс-периментальды, шеткі люминесценциямен бірге (қашан hω = Eg), (деградацияланған материалдарда) түзу сысу кернеуі жоғарылаған кезде үлкен ω - ге қарай ωысатын ω < Eg/h жиілігінде люминесценция сызығы байқалады. Мұндай нәрсені түсіну оңай Сурет. 8.39. P n аймақтық диаграммасы-түзу бағыттамещысқан ауысу. Валенттік аймақтың саңылауы бар өткізгіштік аймағынан электронның тікелей рекомбинациясымен қатар, тағы бір рекомбинация арнасы мүмкін — диагональды туннельдік рекомбинация (суреттегі 3-көрсеткі). Бұл жағдайда шығарылатын кванттың энергиясы hω < Eg және қолданылатын кернеуге байланысты. жүктеу/скачать 1,01 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|