Полупроводник непрямозонный

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]

Вследствие этого в непрямозонных полупроводниках (Ое, 81) в обычных условиях излучательная Р. идёт только с участием примесей или колебаний решётки и имеет меньшую, чем в прямозоняых полупроводниках (СаАз, 1п8Ь), вероятность. [c.323]

При низких темп-рах Э. в полупроводниках легко связываются с атомом примеси, образуя связанные комплексы, к-рые также проявляются в спектре люминесценции. В многодолинных no.iyпроводниках, к-рые характеризуются наличием неск, экстремумов в зоне проводимости и в валентной зоне, образуются многочастичные экситонно-примесные комплексы—связанное состояние неск. Э, на одном примесном атоме. В непрямозонных полупроводниках (Ge, Si) возможно связывание на одном примесном центре до 4 Э. Причиной устойчивости многочастичных экситонно-примесных комплексов в непрямозонных полупроводниках (Ge, Si) является высокая степень вырождения зон. [c.502]

Основной проблемой кремниевой оптоэлектроники является проблема создания эффективного источника излучения, роль которого выполняет светодиод или лазер. Кремний является непрямозонным полупроводником, и эффективность межзонной излучательной рекомбинации в нем очень низка. Определенным выходом из этого положения является легирование кремния эрбием, примесью, которая формирует в кристаллической решетке эффективные центры излучательной рекомбинации с участием 4f электронов примесного атома. В процессе такой рекомбинации генерируется излучение с длиной волны 1,54 мкм, для которого сам кремний практически прозрачен и которое также соответствует окну максимальной прозрачности оптических волноводов из кварцевого стекла. К сожалению, растворимость Ег в Si составляет всего см (при 1300 °С). Этого явно недостаточно для получения интенсивного излучения. Для увеличения содержания Ег в кристаллической решетке используют неравновесные методы получения сильнолегированных кремниевых слоев — ионную имплантацию, молекулярно-лучевую эпитаксию, ионно-лучевое напыление и др. Увеличению содержания Ег в слое способствует и дополнительное его легирование кислородом или фтором, с которыми эрбий образует достаточно стабильные комплексы. На сегод- [c.96]

Кремний является непрямозонным полупроводником и поэтому на его основе нельзя получить оптические квантовые генераторы (лазеры). Хотя в последнее время получены данные о создании лазеров на основе кремния, легированного эрбием, за счет прямых переходов в эрбий, но очень малая растворимость последнего в кремнии позволяет получить лазеры только малой мощности, которые не представляют практического интереса. Получение же пригодных и одновременно хорошо растворимых примесей является вряд ли разрешимой задачей. [c.155]

Весьма эффективно происходит ФЛ при рекомбинации электронов и дырок в монокристалах прямозонных полупроводников (GaAs, InP и т.д.). Вероятность излучательной рекомбинации электрона и дырки для прямозонных полупроводников на 5-6 порядков выше, чем для непрямозонных (Si, Ge и т. д.). Например, коэффициент излучательной рекомбинации при 300 К составляет примерно 2 10 см с для Si и 7 10 ° см с для GaAs [2.34]. Квантовый выход ФЛ для GaAs при комнатной температуре составляет примерно 0,07, остальные 93 % поглощенных квантов полностью превращаются в тепло. Величина энергетического выхода ФЛ в этом случае еще меньше. [c.55]

Обсудим второй по чувствительности метод. В выражения коэффициентов пропускания и отражения для некогерентного освещения пластинки температурно-чувствительный параметр а в) входит в показатель экспоненты ехр( —ск/г). Если выбрать длину волны таким образом, чтобы выполнялось условие 0,2 ah 2, то изменение Ав = = 1 К преобразуется в AR 10 . Диапазон измеряемых температур (при облучении пластинок на фиксированной длине волны) составляет 300-Ь400 К для непрямозонного полупроводника (Si) и, вероятно, значительно меньше для прямозонного (GaAs). Диапазон можно расширить, если последовательно применять несколько длин волн (когда для одной стало выполняться условие ah > 3 и чувствительность упала, включается второй пучок с другой длиной волны в диапазоне ah 1 и т.д.). Это, однако, усложняет экспериментальную установку. [c.174]

На рис. 6.2 показаны ширина запрещенной зоны, постоянные решеток полупроводников сложного состава на основе соединений А В , включая наиболее распространенный материал подложки. Более низкой квантовой эффективностью характеризуются непрямозонные полупроводники. Это ограничивает их применение в фотоприемных структурах в основном прозрачными подложками и оптическими окнами. [c.130]

Такие полупроводники, как кремний, германий и фосфид галлия— это непрямозонные полупроводники. В общих чертах это означает, что электрон, находящийся вблнзн дна зоны проводимости, имеет импульс, отличающийся от нмпульса электрона, находящегося вблизи потолка валентной зоны. Это иллюстрируется рис. 8.6, а, из которого видно, что в этом случае зона — зонный переход возможен только при условии компенсации различия импульсов . Это может происходить, если при рекомбинации излучается нон высокой энергии. В таком процессе удается устранить избыточный момент, однако при этом поглощается и энергия рекомбинации до 0,5 эВ. Еще более серьезной оказывается необходимость одновременности этих двух событий фож-дение фотона и фонона), что приводит к снижению вероятности такого рекомбинационного перехода. В результате безызлучательные про- [c.218]

Рассмотрим время жизни неосновных носителей в прямозонных и непрямозонных полупроводниках и его влияние на генерацию оптического излучения и другие важные параметры. Приводимое обсуждение относится к поведению избыточных электронов, инжектированных в р-область, но точно такие же соображения справедливы и для дырок, инжектированных в материал п-типа. [c.221]

Коэффициент поглощения а характеризует материал и сильно зависит от длины волны вблизи порога. Некоторые характерные значения для прямозоиных и непрямозонных полупроводников показаны на рис. 12.4. В прямозоиных полупроводниках нет ограничения на про- [c.311]

Поглощение на свободных носителях имеет решающее значение для полупроводниковых лазеров, так как оно является основным неустранимым механизмом потерь и, как было показано Думке [12], делает невозможным лазерную генерацию в непрямозонных полупроводниках. Это поглош.ение происходит при рассеянии движущихся носителей, поэтому оно зависит от тех же механизмов рассеяния, что н подвижность носителей. Фэи [97] дал краткую сводку формул, описывающих поглощение на свободных носителях прн различных механизмах рассеяния. Удобно выразить сссв, нос через сечения захвата фотона дырками [c.204]

На большое поглощение на свободных носителях указывает трудность достижения вынужденного излучения в непрямозонных полупроводниках. В них коэффициент поглощения при энергии вблизи Eg обычно порядка 10 см . Поскольку g[E) связано с ( ), ожидаемые значения коэффициента усиления малы. Думке [12] отметил, что св. нос будет превышать макс в Ge и Si. Однако каждый полупроводник должен рассматриваться в отдельности, чтобы выяснить, может ли макс превосходить [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...