12.2-сурет. Тура және тура емес оптикалық ауысулар
Мұндай өңір құрастырылумен антимонид индий болады. Көптеген жартылай өткізгіштерде валенттік өңірдің экстремумы және өткізгіштік өңірлері толқындық К вектордың әр түрлі мән- дерінде орналасқан яғни Кмин/=/ Кмах (12.2-ә сурет).
Мұндай өңірлік құрылым германийде, кремнийде, арсенид галийде, т.б. жартылай өткізгіштерде болады.
К көбейткіште энергетикалық өңірлердің шекарасы 12.2-а суретке сәйкес келсін. Бұл жағдайда рұқсат етілмеген өңір ар- қылы электрондардың ауысуы әуелде энергетикалық күйлер
арасын→да өтеді. Рұқсат етілген өңір экстремумдарына сәйкес,
яғни k
→
толқындық вектор мәндері кезінде немесе квазимпульс
P нөлге жақын. Ауысулар үшін кванттық механикалық таңдау
тәртібі орындалады:
→ → ⇀
k k kф , (12.9)
k
k
kФ
мұндағы ⇀ және ⇀ – бастапқы және соңғы күйлердегі электрон-
дардың толқындық векторы,
⇀ фотонның толқындық векторы.
Толқын ұзындығы 1 мкм немесе үлкен ұзындықта сәулелен-
kФ
діру үшін ⇀ мәндері К мәндерімен салыстырғанда едәуір кіші
болғандықтан, таңдау тәртібі мына түрді қабылдайды:
254
→ ⇀
(12.10)
k k
немесе
P P . (12.11)
Бұл қатынастардан көрінетіні, белгілі бір толқындық век- торлы электрондар фотондармен әсерлесу кезінде аса жоғары өңірде орналасқан күйлерге ауысады және осы кезде толқындық вектор (немесе квазиимпульс) сақталады. Мұндай ауысулар тура немесе тік деген атақ алды. 12.2-а суреттегідей кескінге ұқсас энергетикалық өңірі бар жартылай өткізгіштерде жұтылу өте күшті болуы керек. hv > Eg және жеткілікті шұғыл төмендеу hv Есептеулердің көрсетуінше, тура рұқсат етілген ауысулар үшін жұтылу коэффициентінің фотон энергиясына тәуелділігі мына түрде болады:
g
A h E 1 2 , (12.12)
мұндағы А – қайсыбір коэффициент. Бұл қатынас шектелген аумақта (hv-Eg) өзгергенде орындалады. 2 -ның hv тәуелділігі қайсыбір hv интервалында сызықты болып табылады (12.3- сурет).
Достарыңызбен бөлісу: |