Непрямые переходы

В полупроводниках, имеющих сложные энергетические зоны (рис. 9.2,6), возможны не только прямые переходы, но и переходы, для которых к —к=7 0. Они получили название непрямых переходов. В случае непрямых переходов требуется участие фононов, обеспечивающих сохранение квазиимпульса при изменении волнового вектора электрона. В процессе оптического поглощения фононы могут поглощаться или испускаться. Правило отбора в этом случае имеет вид [c.309]

Вероятность непрямых переходов значительно меньше вероятности прямых переходов, поскольку в них участвует большее число частиц (электрон, фотон, фонон). Поэтому поглощение, обусловленное непрямыми переходами, является более слабым, чем поглощение, связанное с прямыми переходами. [c.309]

Спектральная зависимость коэффициента поглощения для непрямых переходов определяется выражением [c.309]

В полупроводниках со сложным строением энергетических зон возможны непрямые переходы электронов из зоны проводимости в валентную зону, сопровождающиеся излучением фотона. В этом случае рекомбинация свободного электрона и дырки идет с участием фонона, что обеспечивает сохранение квазиимпульса. Наиболее вероятно излучение фонона. Если в полупроводнике протекают как прямые, так и непрямые процессы межзонной рекомбинации, то в спектре излучения наблюдается две полосы люминесценции. [c.315]

Это выражение аналогично по форме соответствующему выражению для коэффициента поглощения при непрямых переходах в кристаллических полупроводниках. Измерив коэффициенты поглощения при v< Vo и в области v>vo, можно определить оптическую ширину запрещенной зоны Eg. Величина Eg соответствует тому значению энергии, при котором зависимость In а от hv перестает быть линейной функцией Tiv. [c.368]

Напряжение механическое 115 Нееля температура 341, 343 Непрямые переходы 309 Нормальные моды колебаний 146, [c.383]

Обсудим прямые и непрямые переходы электрона из валентной зоны в зону проводимости, используя рис. [c.149]

Теперь обратимся к непрямому переходу, в котором участвует кроме фотона и электрона один фонон. Этот переход изображен на рис. 6.13 как переход 2- 3. Законы сохранения энергии и импульса частиц имеют в этом случае вид [c.150]

Сопоставляя прямые и непрямые переходы, отметим два момента. Во-первых, в отличие от прямых непрямые переходы изображаются на рисунках типа рис. 6.13 наклонными стрелками. При этом вертикальная составляющая со- [c.150]

Участие фонона мало влияет на энергию экситона (энергией фонона обычно пренебрегают), но зато мои ет суш,ест-венно увеличить его импульс. Естественно, что уничтожение такого экситона возможно также лишь через непрямой переход — через рождение фотона с одновременным рождением или уничтожением фонона. При этом фонон заберет избыток импульса экситона. Так как непрямые переходы менее вероятны, чем прямые (в них участвует большее число частиц), то отсюда следует, что непрямые экситоны имеют более длительное время жизни. Если время жизни прямых экситонов порядка 10" с, то для непрямых экситонов оно может достигать 10 с. [c.153]

В 6.4 обсуждались прямые и непрямые переходы между валентной зоной и зоной проводимости в полупроводниках и диэлектриках. Эти переходы иллюстрировал рис. 6.13. Матричный элемент изображенного па этом рисунке прямого перехода 1- 3 запишем в виде [c.285]

Непрямой переход происходит через промежуточные (виртуальные) состояния. При этом возможны две физически неразличимые альтернативы. [c.286]

Чтобы перейти от матричных элементов (12.3.14) и (12.3.15) к вероятности процесса, воспользуемся аналогией между рассеянием света когда, один фотон уничтожается и один фотон рождается, и непрямым переходом, в котором один фотон уничтожается и один фонон рождается. В случае рассеяния света надо использовать матричный элемент, определяемый оператором fij (см. 12.1). [c.286]

Итак, фотон-фононная аналогия позволяет единым образом рассматривать процесс рассеяния света, в котором участвуют два фотона, и непрямой переход, в котором участвуют один фотон и один фонон. Так как состояние электрона изменяется, то следует говорить об аналогии именно с комбинационным рассеянием света. [c.287]

Электрон, возбужденный фотоном, получает энергию few=AE, но конечное его энергетическое состояние ниже точки а (см. рис. 53) на величину ДЕ4 = ДЕ —ДЕ". Эта избыточная энергия отдается фонону так же, как и избыточный импульс Рф. Таким образом, непрямой переход электрона можно рассматривать как прямой переход и опускание электрона в зоне проводимости из точки а в точку б с излучением фонона. [c.159]

Для частотной зависимости коэффициента поглощения при непрямых переходах выполняется соотношение [c.159]

Значения а для непрямых переходов невелики (до 10 СМ ), т. е. непрямые переходы менее вероятны, чем прямые. Дело в том, что прямой переход определяется вероятностью встречи двух частиц — электрона и фотона, а при. реализации непрямых переходов должны участвовать три частицы — электрон, фотон и фонон. [c.160]

Механизмы поглощения в полупроводнике могут быть различными. В одних случаях оно связано с межзонными переходами, когда электрон валентной зоны при поглощении кванта энергии hv переходит в зону проводимости. Возможны прямые и непрямые переходы. При прямых переходах hv > где [c.225]

AW — ширина запрещенной зоны) электрон не изменяет своего импульса, в то время как при непрямых переходах он меняет импульс, поглощая или испуская фонон в этом случае должно быть выполнено условие hv > -Ь ф, где Wф — энергия фонона. При межзонном поглощении Р, = Рр = 1. [c.225]

Прямые и непрямые переходы. Фундаментальное или собственное ноглощение света в П. связано о переходом электронов из валентной зоны в к.-я. незаполненную 41 [c.41]

Рис. а. Прямые и непрямые переходы для зонной структуры Ое. [c.42]

Запрещенная щель (непрямой переход К Г) составляет, по оценкам [30], величину 5,6 эВ. Экспериментальные значения ЗЩ варьируются в интервале 8,6—9,0 эВ [52—54] их отличия от теоретических [25—33] отражают известный факт недооценки шири- [c.155]

Комбинируя полупроводники с ПрЯМЫ В и непрямыми переходами, можно получите прямые (излучающие) переходы в видимой области света. [c.314]

Определить форму разрешенных переходов и запрещенных непрямых переходов первого порядка на экситонный уровень с квазиимпульсом К, лежащим у края зоны Бриллюэна. [c.90]

Прямые и непрямые междузонные переходы. В ряде оптических явлений надо учитывать так называемые непрямые переходы электронов, в которых наряду с электронами участвуют фононы. [c.149]

Сделанные замечания относились к междузонным переходам, связанным с возбуждением электрона, т. е. с рождением электронно-дырочной пары при этом фотон поглощался. Обратные процессы (рекомбинация электронно-дырочной пары) также могут идти как через прямые, так и через непрямые переходы. [c.151]

Экситоны и фононы. В процессах рождения и уничтожения экситонов могут участвовать фононы. Различают экситоны, родившиеся при прямых и непрямых переходах. При прямом переходе уничтожается фотон, рождается экситон. При непрямом переходе уничтожается фотон, рождается экситон, кроме того, уничтожается или рождается фонсн. Законы сохранения энергии и импульса частиц имеют вид для прямого перехода [c.153]

Штриховые кривые получены без учета непрямых переходов, а сплопшые — с учетом как прямых, так и непрямых переходов. Так как вероятность непрямого перехода много меньше, чем прямого (ведь в непрямом переходе участвует еще одна частица — фонон), то [c.167]

Квантовая теория рассеяния света и непрямые междузонные переходы. Предположим для определенности, что в непрямом переходе фонон рождается. Тогда альтернативам (12.3.12) и (12.3.13) отвечают соответственно матричные элементы [c.286]

Результат (12.3.18) указывает на тот факт, что в отличие от прямых непрямые междузонные переходы рассматриваются во втором приближении метода возмущений. Следовательно, вероятность непрямого перехода меньше вероятности прямого перехода. Непрямые переходы существенны тогда, когда прямые переходы невозможны (запрещены), например при достаточно низких энергиях фотонов. [c.287]

Следует различать между собой два типа оптичеоких переходов Г) переходы с участием лищь одного фотона 2) переходы, в которых наряду с поглощением фотона часть энергии покрывается за счет энергии кристаллической решетки или отдается ей. Во втором случае наряду с поглощением фотона испускается или поглощается один или несколько фо-но,нов. Переходы, осуществляемые с помощью первого механизма, называются прямыми. Во втором случае говорят о непрямых переходах. [c.158]

Помимо прямых переходов, в таких полупроводниках могут протекать и непрямые переходы, показанные на рис. 12.3, б наклонной стрелкой 2. Они происходят с участием третьей квазичастнцы — фонона. В этом случае законы сохранения энергии и импульса приобретают следующий вид [c.321]

Знак плюс сотносится к процессам, протекающим с поглощением фонона, знак минус — с испусканием фонона. Так как энергия фо-н онов в полупроводниках не превышает сотых долей электрон-вольта, а Йа (V I эВ, то в выражении (12.9) можно пренебречь по сравнению с Ы. Импульс же фонона Йкф н лежит в Тех же пределах первой зоны Бриллюэна, что и импульс электрона. Поэтому при переходах с участием фононов импульс электрона может изменяться в широких пределах, что графически выражают проведением наклонных стрелок, характеризующих такие переходы (рис. 12.3, б). Вследствие того, что вероятность протекания процессов с участием трех частиц много меньше вероятности двухчастичных процессов, коэффициент поглощения в области непрямых переходов зггачи-тельно ниже, чем в области прямых. С понижением температуры процессы с поглощением фонона идут реже и коэффициент поглощения для непрямых переходов уменьшается. [c.321]

Осцилляции коэф. поглощения полупроводника, находящегося в магн. поле, возможны также при непрямых переходах электронов (с участием поглощённого или излучённого фонона, необходимого для сохранения квазиимпульса при переходе), а также при запрещённых переходах, к-рые возникают при расщеплении валентных зон вследствие спин-орбитальпого взаимодействия. Эти эффекты используются для точного определения частот циклотронного резонанса электронов и дырок, для определения параметров зонной структуры полупроводников. [c.702]

Непрямыми наз. переходы, в к-рых кроме электрона и фотона участвует фонон или примесный центр. В этом случае соотношение р и р не выполняется. Непрямые переходы менее вероятны, однако они определяют коэф. поглощения света при йш > в случае, когда экстремумы зон находятся в разных точках импульсного пространства. У Ge, напр., абс, экстремум зоны проводимости находится в точке В (рис. 8), к-рая лежит на границе зоны Бриллюэна. Максимум валентной зоны лежит в точке А при р = 0. Зона проводимости имеет более высокий минимум в точке С при р — 0. Ра,зность энергий между точками С п А равна Прямые переходы возможны лишь при йш > [c.42]

В области энергий < йш < возможны лишь непрямые переходы (наклонная линия). Коаф, поглощения света вблизи фуидам. края 1(>—10 см при прямых переходах и 10 см > при непрямых переходах. [c.42]

В случае по.ц провибни-ков туннелирование электронов через р— -перс-ход часто осуществляется через т.н. непрямой переход, когда элек- [c.173]

Так как импульс фотона, как правило, пренебрежимо мал по сравнению с импульсом электрона, требование одноврем. выполнения законов сохранения энергии и импульса приводит к тому, что переходы электронов с участием только одного фотона оказываются возможными лишь между состояниями, в к-рых импульс электрона практически один и тот же ( прямые , или вертикальные , переходы). Однако этот запрет может нарушаться за счёт взаимодействия электронов или дырок с фононами. Последнее приводит к непрямым переходам с изменением как энергии, так и импульса электрона и испусканием или поглощением фонона. Исследования зависимости Ф. от энергии фотонов Аш позволяют по их мин. энергии, ещё вызывающей Ф., определять энергетич. щели между уровнями или зонами (см. Полупровобники). [c.356]

Полупроводники с непрямыми переходами. Благодаря фононной эмиссии доля излучающей рекомбинации увеличивается. Излучение видимого света. AlSb, AlAs, GaP, AlP. [c.315]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...