Бөлім 8 Жартылай өткізгіштердің оптикалық қасиеттері
жүктеу/скачать 1,01 Mb.
|
|
Бөлім 8 Жартылай өткізгіштердің оптикалық қасиеттері 8.1. Кіріспе. Тура және жанама оптикалық ауысулар Жартылай өткізгіштердің маңызды қасиеті бар - олар сырттан келетін электромагниттік сәулелерді сіңіруге қабілетті. Жартылай өткізгішті өте төмен температурада, бос заряд тасымалдаушылар жоқ кезде қарастырайық. Қандай процестердің арқасында электромагниттік толқынды жұтуға болады? Мұндай жағдайларда сәулеленуді (жарық) жұтудың екі механизмі бар: а) торлы тербелістерді (фонондарды) қоздыру арқылы жарықты жұту және б) электрондарды қоздыру арқылы жарықты жұту. Бірінші абсорбция механизмін қысқаша қарастырайық. Жұтылған кезде электромагниттік толқын жартылай өткізгіштегі фонондарды қоздырады. Электромагниттік толқын негізінен оптикалық фонондармен әрекеттеседі. 3-тарауда оптикалық фонондар атомдар жүйесінің дипольдік моментінің тербелістеріне сәйкес келетіні көрсетілген. Жартылай өткізгішпен әрекеттесетін электромагниттік толқын дипольдік (оптикалық) тербелістерді тудырады және жұтылады. Бірақ, 3-тарауда көрсетілгендей, фонон энергиясы, мысалы, GaAs үшін, үлкен дәрежеде.h̄ω0≈3·10−2eV. Фонон энергиясының бұл мәні спектрдің инфрақызыл аймағына сәйкес келеді. Сондықтан жартылай өткізгішті инфрақызыл электромагниттік сәулемен сәулелендіру кезінде кристалдық тордың тербелісі (яғни оптикалық фонондар) қоздырады. Осылайша, біз қарастырған радиацияны сіңірудің бірінші механизмі спектрдің инфрақызыл аймағы үшін ғана маңызды. Екінші механизмді қарастырайық – электрондардың қозуынан электромагниттік сәулеленудің жұтылуы (8.1-сурет). Таза (қоспаларсыз) жартылай өткізгіште (және біз дәл осындай жағдайды қарастырамыз) электронның валенттілік аймағынан өткізгіштік аймағына ауысқанда ғана сәулеленудің жұтылуы және электронның қозуы мүмкін болады. Бұл жарық квантының энергиясы болған жағдайда ғана жүзеге асырыладыh̄ω-Еg, ҚайдаЕg- ені - жартылай өткізгіштің жолақ аралығы. Кванттық энергиясы бар жарық үшінh̄ω<Еg жүктеу/скачать 1,01 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|