chap2半导体材料的电学和光学特性2图文精.docx

chap2半导体材料的电学和光学特性2图文精.docx

《chap2半导体材料的电学和光学特性2图文精.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《chap2半导体材料的电学和光学特性2图文精.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

chap2半导体材料的电学和光学特性2图文精

光和材料的相互作用:

一些物质的颜色呈黑色（人眼,说明它吸收了所有可见光…

不同物体发射不同波长的光

在没有光照射的情况下,处于E2能级的电子也能跃迁到产生的能量为hv=E2-E1的光子,这种现象称为光的设法将电子处于E2能级,此时因自发辐射放出光子,故电子跃迁到E1能级,这时发出的光通常称为荧光（自发辐射-Spontaneous自发辐射-Spontaneous

受激辐射-Stimulated受激辐射-Stimulated✧原子处于激发态上同时吸

收一个对应能级差能量的

光子

✧入射的光子增加了原子向

基态跃迁的几率

✧发射两个相同的光子:

一

个为入射光子,另一个为

跃迁产生的光子

通过电偶极子的相互作用,电子在时,吸收或者发射光,这种跃迁称为另一方面,有些注意

注意

喇曼散射-RamanScattering喇曼散射-RamanScattering

物质中的电子处于不准原理可知,如果电子处于短,E2将是一个不确定的值,所以光谱具有一定的线宽。

有均匀加宽和不均匀加宽两种类型。

均匀加宽

例如气体,当加大气体的压力,气体分子之间将频繁的碰撞,气体分子内部的电子能级光谱线宽增大。

这种光谱线宽对于所有的分子来说都是同样的,所以称为均匀线宽。

均匀展宽均匀展宽

在气体中,由于分子热运动的方向不同,对于与光传输方向同向运动的分子来说,光频率低;而与光传输方向反向运动的分子来说,光频率高,即所谓的多普勒效应。

实际上,观测到的吸收光谱是各个分子吸收光谱的叠加,所以光谱线具有一定的宽度。

这种光谱线的加宽是由于各个分子具有不同的线宽很窄的光谱,称为不均匀加宽在发光光谱中,也同样产生光谱线的加宽。

不均匀展宽不均匀展宽

1为

数（10

吸收系数陡降部分叫吸收边,

2为

穴的吸收

数近似地与波长的平方成正比。

导带

价带激子能级

Eg

对于浅能级杂质半导体,杂质吸收对应的光子能量很低,一般

自由载流子吸收和声子吸收

价带上的空穴或导带上的电子可以在其所在能带的能级间发生跃迁,从而产生光吸收。

自由载流子的吸收光谱基本上是

连续的,主要集中在长波波段。

声子吸收也称晶格振动吸收。

当

光照射到半导体上,光子可以转

化晶格振动的能量,从而引起光

吸收。

半导体材料的吸收

半导体材料的吸收

半导体的各种吸收机制对应的光子能量是不同的。

2.2.2半导体的光学性质直接复合Chap2半导体材料的电学和光学特性电子在导带价带间直接跃迁而引起非平衡载流子复合的过程,又称带间复合.导带底与价带顶的波数K值相同辐射效率高GaAs,InP41

2.2.2半导体的光学性质间接复合Chap2半导体材料的电学和光学特性K值不同辐射效率较小,发光效率高等电子陷阱的激子:

D-A对复合42