Проводимость оптическая

Непосредственное сопоставление данных этой таблицы с обычными значениями электропроводности (см. (141.2)) не дает удовлетворительного результата, что, впрочем, не является неожиданным. Формулы (141.2) исходят из представления о металле как о системе, электроны которой могут считаться свободными (электроны проводимости) оптические же явления, относящиеся к области сравнительно высоких частот (видимый и ультрафиолетовый свет), зависят заметным образом от влияния связанных электронов (электронов поляризуемости), как об этом несколько подробнее будет сказано [c.493]

В большинстве случаев энергия поглощенного оптического кванта значительно превышает глубину ловушки. Поэтому электроны, выброшенные из нее, попадают не на дно зоны проводимости, а на один из достаточно высоких ее уровней. Такие электроны называются оптическими и обладают несколько иными свойствами по сравнению с термическими электронами, движущимися у самого дна зоны проводимости. Оптические электроны быстро разменивают свою избыточную энергию. Однако они все же ус- [c.186]

В отличие от нитридов -металлов, где некомплектность азотной подрешетки может достигать -50 % (обзоры в [20,21]), области гомогенности бинарных Ш-нитридов в равновесном состоянии весьма малы [1, 3]. Тем не менее, даже незначительное присутствие решеточных анионных или катионных вакансий может критическим образом изменять проводимость, оптические свойства, влиять на термомеханические характеристики Ш-нитридов. Особую роль решеточные дефекты играют в формировании свойств элементов оптоэлектронных устройств, в качестве которых выступают нитридные пленки или гетероструктуры, синтезируемые в неравновесных условиях. [c.38]

Опыты, проводимые со слабыми световыми полями, показали, что характер оптических явлений не зависит от интенсивности излучения. Такие явления принято называть линейными оптическими явлениями. Область оптики, изучающую такие явления, принято называть линейной оптикой. В основе линейной оптики лежит тот факт, что существует линейная связь Р = кЕ между Р и (Р — дипольный момент, приобретенный 1 см среды, и — макроскопическая восприимчивость среды, Е — напряженность действующего на среду светового поля). При таких предположениях показатель преломления и другие характеристики среды не будут зависеть от интенсивности излучения. Там, где это не будет особо оговорено, будем иметь в виду случай именно линейной оптики. [c.9]

Связь между оптическими и электрическими характеристиками металла. Металлы отличаются от диэлектриков наличием в них электронов проводимости (свободных электронов), плотность которых весьма велика (порядка Ю - в 1 см"). Поэтому при рассмотрении прохождения света через металлы и отражения от них должна быть учтена проводимость металла. Такой учет приводит к введению в уравнение Максвелла членов, зависящих от электропроводимости металла а. Тогда имеем [c.60]

Использование зонной теории. Согласно зонной теории, для объяснения электрических и оптических свойств кристаллов важное значение имеют как последняя заполненная (валентная зона), так и первая незаполненная (зона проводимости) зоны. При внедрении в кристалл чужеродных ионов возникают уровни, в запрещенной зоне расположенные несколько выше вершины валентной зоны решетки и ниже дна зоны проводимости. Эти уровни локализуются около конкретного иона и поэтому называются локальными. [c.362]

Прежде чем переходить к описанию работы оптического квантового генератора, сделаем замечание о смысле принятого для него названия. Для формирования потока направленного излучения в активной среде используются процессы излучения атомов или молекул, квантовых систем, обладающих дискретным набором возможных значений энергии и испускающих кванты энергии — фотоны. Это определяет целесообразность применяемого термина оптический квантовый генератор , или, сокращенно, — ОКГ ). В радиотехнических ламповых генераторах, в которых используется движение электронов проводимости и частоты излучения низки, квантовые эффекты существенной роли не играют, и возможно классическое описание большинства происходящих в них явлений. [c.779]

Контроль ко.эффициента преломления оптических элементов, выявление неоднородности стекла, включений типа пузырей и свилей являются важными. этапами контроля качества оптических изделий. С конца прошлого столетия основным оптическим инструментом, применяющимся для количественных измерений прозрачных неоднородных материалов, был интерферометр Маха-Цендера, на основе которого разработаны теневые и интерференционные методы контроля. Ограничением ЭТИХ методов являются аберрации оптических систем самого интерферометра. Методы голографической интерферометрии позволяют компенсировать аберрации и тем самым существенно улучшать качество проводимых измерений. [c.105]

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]

Проводимость вещества зависит от времени релаксации т, которое определяется механизмом рассеяния. Таким образом, на коэффициент поглощения свободными носителями заряда оказывают влияние механизмы рассеяния. Действительно, в полупроводниках рассеяние акустическими фононами приводит к поглощению, меняющемуся как рассеяние на оптических фононах дает зависимость к - -, а рассеяние ионизованными примесями — Если в веществе имеют место все три типа рассеяния, то коэффициент поглощения свободными носителями равен сумме трех членов [c.311]

Поглощение света кристаллами определяет окраску последних. Например, многие диэлектрики при комнатной температуре оптически прозрачны. Эта прозрачность обусловлена отсутствием в них электронных или колебательных переходов в видимой области спектра. Видимая область простирается от 740 до 360 нм, что соответствует интервалу энергий от 1,7 до 3,5 эВ. Этой энергии излучения недостаточно для перевода электронов из валентной зоны в зону проводимости (если ширина запрещенной зоны больше 3,5 эВ). Так, например, чистые кристаллы алмаза, имеющие ширину запрещенной зоны 5.2 эВ, являются прозрачными. Однако 312 [c.312]

Проникновение электромагнитной волны внутрь металла приводит к возникновению тока проводимости ] = аЕ и соответствующих потерь на джоулеву теплоту. Поэтому при рассмотрении данного вопроса на основе теории Максвелла задача сводится к учету проводимости металла, которой при исследовании диэлектриков мы пренебрегали. Следует отметить, что полная электронная теория металлов, описывающая все их оптические свойства, должна быть квантовой. [c.25]

Внутренний фотоэффект. При облучении светом некоторых полупроводников или диэлектриков оптические электроны отдельных атомов кристаллической решетки вещества, приобретая достаточную дополнительную энергию, отрываются от атомов и превращаются в электроны проводимости. Так как проводимость полупроводников и диэлектриков обычно мала, то появление в них электронов проводимости ведет к заметному повышению их электропроводности, а следовательно, и к уменьшению их сопротивления. Это явление и называется внутренним фотоэффектом, или фотопроводимостью. [c.168]

В отличие от металлов полупроводники имеют довольно сложный спектр оптического поглощения. В металле фотоны поглощаются электронами проводимости, совершающими переходы внутри энергетической зоны. Поэтому спектр поглощения металла непрерывен металлы поглощают излучение любой частоты. В полупроводниках фотоны могут поглощаться электронами валентной зоны (с последующим переходом в зону проводимости или на примесные уровни, находящиеся внутри запрещенной зоны), электронами на примесных уровнях (с переходом в зону проводимости или на другие примесные уровни), электронами проводимости (с последующими внутризонными переходами). Переходам электронов из валентной зоны в зону проводимости отвечает так называемая полоса собственного поглощения полупроводника она характеризуется наиболее высоким коэ-ф-фициентом поглощения. Частота о) р, соответствующая [c.164]

В любом атоме существует ряд энергетических уровней. Нижние из них заполнены электронами, более высокие не заполнены, но могут принимать электроны с нижних уровней при возбуждении атома. Каждому из уровней электронов в решетке кристалла соответствует энергетическая зона. Одни зоны кристалла образуются путем уширения уровней катионов, другие — уровней анионов. При этом каждая из образующихся зон служит обобществленным уровнем всех катионов или всех анионов кристалла. Наиболее важной парой зон, определяющей основные электрические и оптические свойства кристалла, является самая высокая из заполненных зон, обычно образованная уровнями аниона основного вещества валентная зона), и самая низкая из незаполненных зон, состоящая из уровней его катиона зона проводимости). Зазор между этими зонами соответствует тем значениям энергии, которые электрон не может получить в решетке кристалла. Поэтому расстояние между валентной зоной и зоной проводимости называется запрещенной зоной (рис. 70). [c.183]

Ширина запрещенной зоны. Ширина запрещенной зоны Eg представляет собой энергетический зазор между абсолютным максимумом валентной зоны и абсолютным минимумом зоны проводимости. Определяется по температурному ходу сопротивления или оптическими методами (край полосы поглощения, длинноволновая граница фотопроводимости). Значение Eg зависит от температуры и давления зависимость определяется коэффициентами ai = dEg/dT цар — dE.JdP. [c.454]

Приведенные данные показывают, что электрические и оптические свойства аморфных полупроводников похожи на свойства кристаллических полупроводников, но не тождественны им. Это сходство, как показал специальный анализ, обусловлено тем, что энергетический спектр электронов и плотность состояний для ковалентных веществ, которым относятся полупроводники, определяются в значительной мере ближним порядком в расположении атомов, поскольку ковалентные связи короткодействующие. Поэтому кривые N (е) для кристаллических и аморфных веществ во многом схожи, хотя и не идентичны. Для обоих типов веществ обнаружены энергетические зоны валентная, запрещенная и проводимости. Близкими оказались и общие формы распределения состояний в валентных зонах и зонах проводимости. В то же время структура состояний в запрещенной зоне в некристаллических полупроводниках оказалась отличной от кристаллических. Вместо четко очерченной запрещенной зоны идеальных кристаллических полупроводников запрещенная зона аморфных полупроводников содержит обусловленные топологическим беспорядком локализованные состояния, формирующие хвосты плотности состояний выше и ниже обычных зон. Широко использующиеся модели кривых показаны на рис. 12.7 [68]. На рисунке 12.7, а показана кривая по модели (Мотта и Дэвиса, согласно которой хвосты локализованных состояний распространяются в запрещенную зону на несколько десятых эВ. Поэтому в этой модели кроме краев зон проводимости (бс) и валентной (ev) вводятся границы областей локализованных состояний (соответственно гл и ев). Помимо этого авторы модели предположили, что вблизи середины запрещенной зоны за счет дефектов в случайной сетке связей (вакансии, незанятые связи и т. п.) возникает дополнительная зона энергетических уровней. Расщепление этой зоны на донорную и акцепторную части (см. рис. 12.7, б) приводит к закреплению уровня Ферми (здесь донорная часть обусловлена лишними незанятыми связями, акцепторная — недостающими по аналогии с кристаллическими полупроводниками). Наконец, в последнее время было показано, что за счет некоторых дефектов могут существовать и отщепленные от зон локализованные состояния (см. рис. 12.7, в). Приведенный вид кривой Л (е) позволяет объяснить многие физические свойства. Так, например, в низкотемпературном пределе проводимость должна отсутствовать. При очень низких температурах проводимость может осуществляться туннелированием (с термической активацией) между состояниями на уровне Ферми, и проводимость будет описываться формулой (12.4). При более высоких температурах носители заряда будут возбуждаться в локализованные состояния в хвостах. При этом перенос заряда [c.285]

Коэффициент оптического поглощения пленок а-51 Н при большей энергии фотонов резко возрастает, так как эта энергия становится сравнимой с шириной запрещенной зоны материала. Следовательно, энергии оказывается достаточно для перевода электронов из валентной зоны в зону проводимости. Такой перевод электронов означает также увеличение концентрации как свободных электронов в зоне проводимости, так и д1.фок в валентной зоне, что ведет, как известно, к росту электропроводности материала. [c.19]

При наличии в полупроводнике примеси его оптическое поглощение может быть связано с ионизацией примеси или возбуждением электрона нейтральной примеси в кристалле. Это поглощение называют примесным. При ионизации примеси энергия поглощенного кванта света расходуется на переход с донорных уровней в зону проводимости и из валентной зоны на акцепторные уровни. [c.70]

При освещении полупроводника концентрация свободных носителей заряда в нем может возрасти за счет носителей, возбужденных поглощенными кванта-.ми света. При оптическом возбуждении электронов из валентной зоны в зону проводимости возникает пара свободных носителей - электрон и дырка. Если за счет света происходит переход электрона из валентной зоны на примесные уровни или с примесных уровней в зону проводимости, образуются свободные носители одного знака - дырки или электроны. В соответствии с увеличением концентрации свободных носителей заряда в полупроводнике за счет облучения его светом возрастает и его удельная проводимость [c.70]

Численные значения ширины запрещенной зоны, определенные для одного и того же полупроводника по температурной зависимости проводимости и по оптическому краю поглощения, в большинстве случаев близки друг к другу, но могут и отличаться, особенно у полупроводников с ионной кристаллической решеткой. [c.246]

Рассмотрим влияние легирования полупроводника на собственное поглощение. До тех пор пока уровень легирования не слишком высок и полупроводник остается невырожденным, легирование практически не сказывается на спектре собственного поглощения. Объясняется это тем что в невырожденных полупроводниках степень заполнения электронами состояний в зоне проводимости очень мала, так что они практически не мешают переходам электронов из валентной зоны. G другой стороны, в невырожденных полупроводниках даже р-типа степень заполнения состояний в валентной зоне близка к 1 и вероятность оптических переходов из этих состояний не зависит от степени легирования. [c.322]

Преимущественное развитие усталостных трещин происходит в поверхностных слоях, что обусловлено более ранним по сравнению с остальным объемом металла повреждением поверхностных слоев из-за более раннего накопления в этих слоях критической плотности дислокаций [83]. Поскольку процесс усталости во всей массе протекает неоднородно, то для изучения изменения свойств в процессе циклического нагружения необходимы характеристики, которые позволяли бы судить о процессах, происходящих в локальных объемах металла. В связи с этим при изучении усталостного разрушения широкое применение нашли методы измерения твердости и микротвердости, рентгеновского анализа, оптической и электронной микроскопии. Результаты этих исследований представляют большой интерес для выявления сходства и различия кинетики накопления структурных повреждений и разрушения в условиях объемного циклического нагружения и при фрик-ционно-контактной усталости, поскольку аналогичные методы исследования широко применяются при трении. Методы интегральной оценки структурных изменений, такие, как измерение электросопротивления (проводимости), внутреннего трения, магнитных свойств, несмотря на то что требуют специальной подготовки образцов и соответственно испытательного оборудования, также могут быть полезны для исследования процессов трения. [c.33]

Большая часть экспериментальных исследований, проводимых поляризационно-оптическим методом, требует использования различных зависимостей из теории упругости и сопротивления материалов. Поэтому здесь приводятся наиболее важные формулы, чтобы ими можно было быстро воспользоваться. Выводы формул опускаются, но читатель сможет найти их в книгах по теории упругости. [c.416]

Инверсию в полупроводниках возможно получить и при возбуждении потоком фотонов — оптическое возбуждение. При этом применяются люминесцентные кристаллы. Под воздействием фотонов, энергия которых hv больше ширины запрещенной зоны, в полупроводнике происходит переход электронов из валентной зоны в зону проводимости с образованием электронно-дырочных пар. Наиболее целесообразно производить накачку в узком интервале частот, когда энергия кванта лишь немногим больше АИ7. В этом случае инверсия электронов и дырок образуется в основном между уровнями, залегающими у потолка валентной зоны и дна зоны проводимости. [c.63]

Для специальных металлических покрытий на пластмассах ре-щающее значение имеют свойства металлического слоя (электрическая проводимость, оптические, магнитные свойства и другие, определяемые природой металла и структурой покрытия) при условии, что прочность сцепления его с пластмассой достаточна. [c.7]

Необходимо отметить, что для современного этапа развития механики многофазных сред характерны экспериментальные исследования, интенсивно проводимые с целью изучения физических особенностей процессов движения и накопления их количественных характеристик. Однако опытное изучение таких течений связано со значительными трудностями, так как необходимо разрабатывать п применять новые методы измерений, позволяющие фиксировать дисперсность и скорости дискретной фазы, а также параметры течения газовой фазы. До сих пор такие методы окончательно не разработаны, но уже достигнуты результаты, показывающие, что напбо.тее перспектпвны.ми следует считать оптические, оптико-электронные и оптико-радиометрические методы измерений. [c.6]

Связь между оптическими (н, у) и электрическими (е, а) характеристиками металла можно получить, рещая уравнения Максвелла для изотропной однородной среды, обладающей проводимостью а (j==oE). Не останавливаясь на ходе рен1ения ), приведем конечный результат [c.28]

Важной характеристикой полупроводникового материала является квантовый выход внутреннего фотоэффекта — число оптически генерируемых носителей заряда, приходящееся на один поглощенный фотон. Обозначим это число т). Различают квантовый выход для электронов проводимости (г] ) и дырок (т) ,). В беспримесном полупроводнике Tins ll/.- [c.176]

Прямые междузонные оптические переходы — переходы электрона из валентной зоны в зону проводимости без изменения квазиимпульса электрона. [c.285]

Наиболее изученные полупроводники кристаллизуются в рещетках типа сфалерита или вюрцита и имеют прямую зонную структуру (экстремумы зоны проводимости и валентной расположены в точке к = 0). Кристаллы кубической структуры (сфалерит) изотропны одна из подзон их валентной зоны отщеплена за счет спин-орбитального взаимодействия As (см. рис. 22.97). Кристаллы гексагональной структуры (вюрцит) слабо анизотропны (этой анизотропией часто пренебрегают) наличие дополнительного взаимодействия Асг (кристаллическое поле некубического кристалла) приводит к расщеплению валентной зоны на три подзоны (см. рис. 22.98). Экспериментально определяемые оптическими методами расщепления i и связаны с Aso и Асг соотнощениями [138] [c.480]

Рис. 22.122. Температурная зависимость холловской подвижности дырок в HgTe в области собственной проводимости. Расчет с учетом рассеяния дырок на акустических и неполярных оптических фононах (/), неполярных оптических фононах (2) и суммарного рассеяния (3) [245]

Рис. 22.122. <a href="/info/191882">Температурная зависимость</a> <a href="/info/363770">холловской подвижности</a> дырок в HgTe в области <a href="/info/16537">собственной проводимости</a>. Расчет с учетом рассеяния дырок на акустических и неполярных <a href="/info/134732">оптических фононах</a> (/), неполярных <a href="/info/134732">оптических фононах</a> (2) и суммарного рассеяния (3) [245]

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]

Кварцевое стекло имеет высокую стойкость к резким перепадам температуры в связи с низким значением ТК.1 = 5,8-10 Мград оно оптически, прозрачно в широком интервале длин волн от 250 до A7QQ ммкм (короткие ультрафиолетовые — длинные инфракрасные) оно характеризуется химической устойчивостью и малыми проводимостью и потерями. При 20° С у = 10 1ом-см е = 3,5 tg б = [c.134]

Если дно зоны проводимости (. расположено при игюм значении к, чем потолок валентной зоны (рис. 12.3, б), как это имеет место, например, в германии и кремнии, то расстояние Eg по вертикали между зонами больше ширины запрещенной зоны Eg = = Ес — Е . Тогда прямые оптические переходы могут возбуждаться лишь квантами света с энергией, превышающей Ego [c.320]

Как отмечают авторы, книгу нельзя считать полным курсом по поляризационно-оптическому методу исследования напряжений, но в ней изложены основы метода и достаточно полно отражена практика проводимых авторами исследований. В связи с тем, что авторы часто ссылаются на книгу Дюрелли и др. Введение в теоретический и экспериментальный анализ напряжений и деформаций ), наиболее полезные в ней гл. 8 и 12 помещены в настоящей книге как приложения II и III. При необходимости более полное изложение общих вопросов поляриза-ционно-оптического метода советский читатель сможет найти в ранее вышедших в переводе книгах М. М. Фрохт Фотоупругость , т. I, 1948 г. и т. II, 1950 г. (Гостехиздат) и Э. Кокер и Л. Фай-лон Оптический метод исследования напряжений (ОНТИ, 1936). [c.6]

ФОСФОРЕСЦЕНЦИЯ — люминесценция, продолжающаяся значительное время после прекращения ее возбуждения ФОТО ДЕЛЕНИЕ — деление атомного ядра гамма-квантами ФОТОДИССОЦИАЦИЯ—разложение под действием света сложных молекул на более простые ФОТОИОНИЗАЦИЯ — процесс ионизации атомов и молекул газов под действием электромагнитного излучения ФОТОКАТОД — холодный катод фотоэлектронных приборов, испускающий в вакуум электроны под действием оптического излучения ФОТОЛИЗ— разложение под действием света твердых, жидких и газообразных веществ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ—люминесценция, возникающая под действием света ФОТОМЕТРИЯ— раздел физической оптики, в котором рассматриваются энергетические характеристики оптического излучения в процессах его испускания, распространения и взаимодействия с веществом ФОТОПРОВОДИМОСТЬ изменение электрической проводимости полупроводника под действием света ФОТОРЕЗИСТОР — полупроводниковый фотоэлемент, изменяющий свою электрическую проводимость под действием электромагнитного излучения ФОТОРОЖ-ДБНИЕ — процесс образования частиц на атомных ядрах и нуклонах под действием гамма-квантов высокой энергии ФОТОУПРУГОСТЬ — возникновение оптической анизотропии и связанного с ней двойного лучепреломления в первоначально оптически изотропных телах при их деформации [c.293]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...