Переходы межзонные

Дальнейшее повышение температуры вызывает увеличение концентрации электронов за счет межзонных переходов. При этом Er- [c.253]

Собственное поглощение. Оно связано с переходами электронов из валентной зоны в зону проводимости. Выше уже отмечалось, что в идеальном полупроводнике при 7 = 0К валентная зона заполнена электронами полностью, так что переходы электронов под действием возбуждения в состояние с большей энергией в этой же зоне невозможны. Единственно возможным процессом здесь является поглощение фотона с энергией, достаточной для переброса электронов через запрещенную зону. В результате этого в зоне проводимости появляется свободный электрон, а в валентной зоне—дырка. Если к кристаллу приложить электрическое поле, то образовавшиеся в результате поглощения света свободные носители заряда приходят в движение, т. е. возникает фотопроводимость. Таким образом, для фотонов с энергией hvдлин волн (т. е. больших hv) имеет место сплошной спектр интенсивного поглощения, ограниченный более или менее крутым краем поглощения при hvинфракрасной области спектра. В зависимости от структуры энергетических зон межзонное поглощение может быть связано с прямыми или непрямыми оптическими переходами. [c.307]

Межзонное рекомбинационное излучение. Выше отмечалось, что поглощение света полупроводником может привести к образованию электрона в зоне проводимости и дырки в валентной зоне. Если межзонный переход является прямым, то волновые векторы этих носителей заряда одинаковы к —к. Образовавшиеся свободные носители заряда участвуют в процессах рассеяния, в результате чего за время релаксации —10 с) электрон опускается на дно зоны проводимости, а дырка поднимается к потолку валентной зоны. При их рекомбинации генерируется фотон, т. е. возникает излучение света. Переходы электронов из зоны проводимости в валентную зону могут быть прямыми и непрямыми (так же как переходы при поглощении света). Прямой излуча-тельный переход изображен на рис. 9.7. [c.314]

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]

Нас, естественно, будет интересовать только излучательная рекомбинация, которая в полупроводнике может происходить в результате межзонных переходов (стрелка 1 на рис. 35.22) и переходов из зоны на примесный уровень (стрелка 2) или через оба примесных уровня (стрелка 3). [c.296]

А, В, С — разрешенные прямые межзонные переходы V. 2, — валентные зоны с — зона проводимости [c.488]

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]

Размер и форма облученной зоны зависит от размера и формы диафрагмы, фокусного расстояния объектива и длины волны излучения лазера. При использовании Не—N -лазера с длиной волны излучения 0,63 мкм были получены размеры облученной зоны менее 8 мкм. Для таких длин волн в МОП-схемах излучение поглощается в S1 за счет межзонных переходов с образованием неравновесных носителей обоих знаков, причем уровень легирования мало влияет на коэффициент поглощения. [c.226]

При моделировании упомянутых деформаций [32—34] основное внимание уделялось их воздействию на диэлектрические свойства нитридов. Согласно [32, 33], планарное сжатие—растяжение (в пределах 5 %) для ОаП не меняет тип межзонных переходов (прямая ЗЩ в точке Г, рис. 2.2), но величина щели непосредственно зависит от вектора деформации. [c.37]

Рассмотрим теперь случай, когда нз валентной зоны в зону проводимости заброшено много электронов. Поскольку внутри-зонные переходы имеют значительно большую скорость, чем межзонные, внутри каждой зоны сразу установится тепловое равновесие, хотя полупроводник как целое и не находится в тепловом равновесии. Поэтому можно по отдельности говорить о вероятностях заполнения для валентной зоны / и для зоны проводимости /с, которые даются выражениями, имеющими тот же вид, что и выражение (6.29), а именно [c.407]

Наконец, принципиальное преимущество электронного механизма по сравнению с термоупругим для возбуждения акустических импульсов с Та Ю ПС состоит В ТОМ, ЧТО ОН при поглощении оптического кванта включается безынерционно (при переходе электрона из валентной зоны в зону проводимости). Безынерционное возбуждение фононной подсистемы полупроводника осуществляется лишь при непрямых процессах межзонного поглощения света, однако при этом на нагрев ре- [c.167]

Теория Друде пренебрегает межзонными переходами, представленными в (397) членами под знаком суммы, и учитывает только движение свободных электронов. В таком случае [c.289]

Ситуация, однако, резко изменяется, когда вблизи р имеется межзонный переход с собственной частотой и силой осциллятора (доля электронов, совершающих межзонный переход). Пренебрегая ради простоты затуханиями (то, Ti— эо) и используя (397) в уравнении е(сОп)=0, получим [c.289]

У металлов Си, Ag, Ап благодаря сильным межзонным переходам резонанс свободных электронов в области энергии ЙЮр 9 зВ полностью подавлен, а вместо него появляется пик поглощения с энергией Й(о=7- -7,5 зВ для Си, Й(о=3,7- 3,8 зВ для Ag и Й =6 6,3 эВ для Аи, как это выявляют максимумы функции потерь L h(o) [8]. Эти пики носят гибридный характер, ближе соответствующий межзонным переходам, нежели возбуждению свободных электронов. [c.290]

Рис 22.120. Зависимость подвижности электронов в HgTe при Г = 4,2 К от их концентрации. Расчет без учета (пунктирная кривая )) и с учетом (сплошная кривая 2) экранирования заряженных центров за счет межзонных переходов [240] [c.499]

В полупроводниковых лазерах, в отличие от лазеров на примесных кристаллах, активным веществом служит сама кристаллическая матрица полупроводника, а примеси лишь служат источником носителей заряда электронов в зоне проводимости и дырок в валентной зоне. При создании с помощью накачки избыточного (по сравнению с равновесным) числа электронов и дырок позможно возвращение к состоянию равновесия посредством оптического межзонного перехода — фоторекомбинации. Вероятность фоторекомбинации велика лишь для прямозонных полупроводников, таких, у которых максимум энергии.в валентной зоне и минимум энергии в зоне проводимости соответствуют одному и тому же значению квазиимпульса. По этой причине все полупроводники, на которых получена генерация, являются прямозонными. Перечислим важнейшие свойства полупроводниковых лазеров [c.946]

Из (12.26) следует, что для получения максимальной внутренней эффективности светодиода следует по возможности увеличить отношение вероятности излучательной рекомбинации к безызлуча-тельной. Безызлучательная рекомбинация, как правило, определяется в основном глубокими рекомбинационными центрами, излу-чательная же идет обычно в результате межзонных переходов (рис. 12.11, а), переходов из зоны проводимости на мелкие акцепторные уровни (рис. 12.11, 6) или с мелких донорных уровней в валентную зону (рис. 12.11, б). Вероятность безызлучательной рекомбинации можно уменьшить, очистив полупроводник от глубоких рекомбинационных центров. Сделать это очень трудно, так как сечение захвата носителей некоторыми примесными центрами, например медью, велико и требуется очень высокая степень очистки оттаких примесей. Поэтому качество светодиодов в значительной мере зависит от степени очистки исходных материалов и совершенства технологии изготовления диодов. [c.332]

МЕЖЗОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ — переходы электронов из валентной зоны полупроводника в зону проводимости, сопровождающиеся образованием (генерацией) пары носителей заряда электрон проводимости — дырка обратные М. п. наз. рекомбинацией носителей заряда. Генерационные М. п. могут быть обусловлены тепловым возбуждением, воздействием эл,-магЕ. волн и т. д. Рекомбинационные М. п. могут быть спонтанными и вынужденными (см. Лолу проводники. Рекомбинация носителей заряда), МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ. По природе, характерным внергиям и расстояниял близко к межатомному взаимодействию. Описывается теми же типами потенциалов взаимодействия, что и межатомное взаимодействие. М. в. наиб, существенно в нлот- [c.88]

В видимой области спектра, наряду с ввутризонным поглощением света свободными электронами, на оптич. характеристики ряда металлов влияет межзонное поглощение, не описываемое теорией Друде — Зинера. Коэф. поглощения при этом возрастает до 0,2—0,5. В УФ-области при сз Мр (область III, рис. 1) для всех металлов типичен переход от сильного отражения к прозрачности, вследствие изменения характера поляризуемости среды и знака е. При ы Шр отклик металлов на эл.-магн. воздействие связан с возбуждением излучения внутр. электронных оболочек атомов и аналогичен отклику диэлектриков. [c.111]

Наиб, низкие интенсивности требуются для наблюдения двухфотонного поглощения (т — 2). Напр., для межзонных переходов в полупроводниках и диэлектриках Хг 10 -4- 10 см/Вт, т. е. заметное ослабление пучка за счёт двухфотонного поглощения достигается при интенсивностях 10 -t- 10 Вт/см . Однако, если регистрировать М. п. косвенными методами, напр. по измерению интенсивности люминесценции, возбуждаемой мвогофотонным поглощением, то в ряде случаев достаточными оказываются интенсивности падающего излучения -i- Ю Вт/см . [c.167]

Рис, 5. Туннельные явления в р — п-переходе а — межзонное туннелирование б — зонная диаграмма туннельного диода в — прямая ветвь ВАХ туннельного диода (г — полная плотность тока, 2 — нетуннельная составляющая) г — комбинация термического (2) и туннельного (2) переходов с участием примесного уровня д — возможные варианты генерации 1 — термическая (многофононная) 2 — туннельная (бес юнокная) з—туннелирование с поглощением [c.643]

ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ лазер — лазер на основе полупроводниковой активной среды. В отличие от лазеров др. типов, в П. л. используются квантовые переходы между разрешёнными энергетич.. зонами, а не дискретными уровнями энергии (см. Полупроводники). Лазерный эффект в П. л. связан в осн. с межзон-, ной люминесценцией (излучат, рекомбинацией созданных внеш. воздействием избыточных электронов и дырок рис. 1). Поэтому длину волны А, лазерного излучения можно выразить через ширину запрещённой зоны [c.51]

Неравенство (5) является условием инверсии для межзонных переходов. Инверсия населённостей может быть получена и для переходов. между зоной и примесным уровнем или примесными зонами в легиров, полупроводниках, и даже между дискретными уровнями примесного центра (напр., П. л. на внутрицент-ровом переходе в 1пР, легированном Ре, работающий на длине волны 2,7 икм при 2 К). Созданы также излучатели когерентного дальнего ИК-излучения, работающие при низкой темп-ре в режиме коротких [c.52]

Одноосные напряжения изменяют симметрию зови Бриллюэыа. Поскольку нек-рые точки к в зоне становятся при этом неэквивалентными, приложение одноосного напряжения приводит к дополнит, расщеплению уровней. Это детально проверено при исследовании пьезопоглощения света у края межзонного перехода и пьезоотражения в др. критич. точках. Именно так была подтверждена интерпретация края поглощения в Ge и Si, где минимум зоны проводимости расположен в точке L и на оси Д. [c.188]

Кроме межзонных переходов Р. и. может быть вызвано оптич. переходами типа примесный уровень — зона. Они существенны в случае непрямОЗонных полупроводников, когда переходы между экстремумами зоны проводимости и валентной зоны невозможны без участия фононов (рис. 3). С переходами примесь — иона связано, напр., свечение сйетодводов на основе СаР. Спектральная полоса излучения типа примесь — зоиа, как и краевого, узкая ( кТ). Краевое излучение при [c.319]

Глубина скин-слоя существенно зависит от проводимости о, частоты эл.-магн. поля о, от состояния поверхности. На малых частотах б велика, убывает с ростом частоты и для металлов на частотах оптич. диапазона оказывается сравнимой с длиной волны к 10 см. Столь малым проникновением эл.-магн. полни почти олным его отражением объясняется метадлич. блеск хороших проводников. На ещё больших частотах, превышающих плазменную частоту, в проводниках оказывается возможным распространение эл.-магн. волн. Их затухание определяется как внутризонныии, так и межзонными электронными переходами (см. Зонная теория). [c.541]

В большинстве кристаллов вблизи края оптич. поглощения имеет место степенная зависимость коэф. поглощения света от частоты (см. Спектры кристаллов). Экспоненц. зависимость п.(кл) была найдена эмпирически при исследовании поглощения света в ионных кристаллах. У. п. обусловлено взаимодействием электронов с фонолами. Чтобы совершить межзонный переход, электрон должен получить энергию её часть, равную Аш, электрон получает [c.238]

Ф. 3. второго типа обусловлены асимметрией элементарных процессов фотовозбуждения носителей, их рассеяния и рекомбинации. Эти Ф. э. не требуют образования пар свободных носителей и наблюдаются как при межзон-ных переходах, так и при возбуждении носителей с примесей и при поглощении света свободными носителями. К этим Ф. э. относятся а) эффект увлечения электронов фотонами, связанный с асимметрией в распределении фотоэлектронов по импульсу, вызываемому передачей им импульса фотонов. В двумерных структурах при оптич. переходах между минизонами фототок увлечения вызван преимуществ, переходами электронов с определ. направлением импульса и может существенно превышать соответствующий ток в объёмны кристаллах. [c.343]

В случаях, когда в ПП содержатся примеси неск. сортов, относит, концентрации разл. примесей пропорциональны отношениям их концентраций. Эти отношения измеряют по отношению интенсивностей соответствующих спектральных линий (отношению площадей под контурами линий) с учётом статистики заполнения уровней энергии и си/1 осцилляторов оптич. квантовых переходов. Определение абс. концентраций примесей требует дополнит, измерений концентраций электронов (или дырок) при более высокой темп-ре, когда все примеси ионизованы. Ф. с. позволяет установить хим. состав как основных., так и компенсирующих примесей. Для этого ПП облучают, наряду с монохроматич. излучением частоты v, светом из полосы собственного (межзонного) поглощения в результате ионизованные в равновесных условиях примесные атомы нейтрализуются и становятся оптически нейтральными и фотоэлектрически активными. [c.362]

В рамках обсуждаемых расчетов, кроме проблемы фазовых переходов, удается подробно изучить барические зависимости многих свойств Ш-нитридов например, оценить скорости изменения (в зависимости от Р) энергий межзонных переходов, упругих характеристик и т. д. В качестве иллюстрации получаемых зависимостей на рис. 1.6 приводится скорость изменения диэлектрической постоянной вюртцитоподобных Ш-нитридов от степени вцеш- [c.17]

Последний применен для описания Ga Ali N (х - 0 0,25 0,5 0,75 1) в [94]. С помощью метода ЛМТО-сильной связи оценивались энергии формирования (Е ) ТР, рассчитаны энергетические спектры, величины прямых (Г—Г) и непрямых (Г—X) переходов, решеточные постоянные, модули упругости, рассмотрены эффекты релаксации. Согласно [94], изменение типа межзонного перехода (прямой—непрямой) происходит при х 0,42. ) раствора составляет незначительную положительную величину ( 15— 20 мэВ/атом) и имеет параболическую концентрационную зависимость. С использованием техники расширенного кластера [106] оценивался предел смешиваемости при образовании неупорядоченных ТР. Установлено, что при типичных температурах синтеза данных систем (/ 600 °С) могут быть достигнуты полная растворимость компонентов и образование неограниченного ТР. [c.60]

Прямозонные полупроводниковые кристаллы обладают очень высоким однофотонным поглощением при зона-зонном переходе. Поэтому необходимо очень точно подстраивать частоту излучения, чтобы потери, вносимые межзонным поглощением, не погубили процесс четырехволнового поглощения. В настоящее время в прямозонных полупроводниках наиболее часто используются процессы многофотонного, в частности двухфотоиного, поглощения, например, в кристаллах dS и dSe. При этом коэффициент поглощения определяется мощностью падающего излучения и может регулироваться за счет ее изменения. Возникающая же плазма свободных носителей по-прежнему приводит к изменению показателя преломления. [c.58]

Орбитальное вырождение уровней Uig и есть 1, уровней eg и ей — 2, уровней t2u, kg и t2g —3. Размещая на каждой орбитали по два электрона с противоположными направлениями спинов, можно заполнить все уровни, включая tm- Таким образом, эти орбитали us оказываются замкнутыми без остаточной спиновой поляризации. Первым незанятьш уровнем является tig. Показанный на рис. 110 штриховой линией уровень Ферми отделяет занятые орбитали от незанятых. Энергетический интервал между орбиталями ai и tm можно рассматривать как зародыш р-зоны массивной меди. Более того, вычисленная с помощью слэтеровской процедуры переходного состояния энергия возбуждения электрона из заполненных орбиталей tm и ей на пустую орбиталь t g имеет ту же величину (2,0—2,6 эВ), какая наблюдается в межзонных переходах, ответственных за характерный цвет массивной меди. [c.244]

В работе I960] сообщаются спектры магнитного кругового дихроизма для коллоидных частиц Na в Na l и Са в СаРг. Спектры интерпре- тируются на основе теории Ми, принимая во внимание действие магнитного поля. Теория хорошо объясняет наблюдаемые результаты и дает возможность определить циклотронную массу электронов, которая оказывается близкой к значению, получаемому из оптических измерений. Показано, что вклад в эти спектры межзонных переходов значителен для коллоидов Са и не играет роли в случае коллоидов Na. В соответствии с предсказаниями теории ]У1и в работе [961 найдено почти линейное смещение пика поглощения от Я 430 нм до X 820 нм при увеличении диаметра взвешенных в формвар п = 1,50) частиц Ag с 5 до 40 нм. [c.303]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...