Фотолюминесценция полупроводников

Справа приведена схема спектрального распределения интенсивности излучения фотонов, рождающихся при рекомбинации неравновесных носителей. Фотолюминесценция является осн. методом исследований Э.-д, ж. в полупроводниках. [c.556]

Люминесценция возникает в некоторых диэлектриках и полупроводниках в виде вторичного излучения света с частотой, меньшей, чем частота облучающего света. Фотолюминесценция обусловлена наличием в диэлектрике примесных центров, поглощающих фотоны падающего света с частотой v, которые возбуждают в диэлектрике нестационарные электронные состояния. Затем происходят релаксация этих состояний и испускание квантов вторичного света на частоте v ультрафиолетовое излучение, может испускать вследствие этого свет в видимом диапазоне. Когда вторичное излучение происходит непосредственно во время облучения диэлектрика более жестким излучением, описанное явление называется флуоресценцией. Если же вторичное излучение происходит со значительной временной задержкой, то эффект называется фосфоресценцией. Оба эти эффекта используются в технике. [c.32]

Эффективным методом бесконтактного неразрушающего исследования зонных и кинетических параметров полупроводников является оптическая ориентация свободных носителей и экситонов. Суть этого метода заключается в наблюдении зависимости поляризации фотолюминесценции от состояния поляризации возбуждающего света. Вначале мы сформулируем основные принципы оптической ориентации спинов свободных носителей, а затем обсудим особенности поляризованной люминесценции экситонов. [c.137]

Спектроскопия фотолюминесценции твердых тел методически основана на измерении спектра вторичного свечения при фиксированном спектральном составе возбуждающего света и на измерении спектра возбуждения фотолюминесценции, когда приемник регистрирует вторичное излучение в узком спектральном интервале и измеряется зависимость сигнала от частоты возбуждающего света. В первом методе измеряемый спектр определяется главным образом силой осциллятора и временем жизни излучающих состояний, энергетически расположенных вблизи края фундаментального поглощения, и косвенно процессами энергетической релаксации горячих возбужденных состояний. Во втором методе в первую очередь получается информация о спектре и силе осциллятора (но не о времени жизни) электронных возбуждений в энергетической области выше края поглощения. Вклад в фотолюминесценцию полупроводников могут вносить различные механизмы излучательной рекомбинации, такие как зона—зона , зона—примесь , донор—акцептор , с участием фонона, излучение свободных, связанных или локализованных экситонов, а также экситон-поляритонная и биэкситонная рекомбинации. Фотолюминесценция структур с квантовыми ямами имеет свои характерные особенности. В частности, низкотемпературная люминесценция нелегированных квантовых ям обычно связывается с излучательной рекомбинацией экситонов, локализованных на шероховатостях интерфейсов и флуктуациях состава. Дело в том, что в реальности интер- [c.134]

Фотолюминесценция — люминесценция, возникающая при возбуждении светом видимого и ультрафиолетового диапазонов частот фотовоэбуждение). На практике фотовозбуждение используется для получения люминесценции жидких растворов, стекол, твердых диэлектриков и полупроводников. При этом роль центров люминесценции играют специально вводимые в основное вещество ионы или молекулы. Так, например, в твердые диэлектрики и стекла вводят в виде небольших примесей ионы неодима (Nd +) и других редкоземельных элементов. В жидкие растворители вводят, в частности, молекулы органических красителей. [c.184]

В качестве возможного механизма, объясняющего спектр фотолюминесценции в пористых и тонкопленочных образцах Si и Се, часто используют представления о кванторазмерном эффекте 399]. Этот эффект подразумевает появление дополнительных уровней энергии в энергетическом спектре полупроводников, вследствие чрезвычайно малых размеров их кристаллитов. При этом появление дополнительных уровней энергии приводит к изменениям в спектре фотолюминесценции. [c.234]

Для того чтобы осуществился кванторазмерный эффект, средний размер зерен в наноструктурных полупроводниках должен быть меньше некоторого критического размера, расчетная величина которого для Si и Ge равна 5 нм [397] и 24 нм [398] соответственно. Более того, чтобы произошел значительный сдвиг спектра фотолюминесценции из инфракрасной области в видимую область спектра, средний размер зерен должен быть еще меньше — менее 3 нм в Si и менее 3,5 нм в Ge, т. е. существенно меньше, чем наблюдали методом электронной микроскопии. Объяснить это различие возможно, если принять, что основной вклад в спектр фотолюминесценции в наноструктурных полупроводниках вносит только центральная часть зерен, имеющая малоискаженную кристаллическую решетку. В согласии с развиваемой структурной моделью наноструктурных материалов (2.2) неискаженные области в ИПД материалах существенно меньше среднего размера зерен, включающего в себя приграничные сильноискаженные области. [c.234]

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]

Фотолюминесценция свойственна всем полупроводникам и диэлектрикам. Однако эффективность ФЛ (характеризуемая квантовым или энергетическим выходом) суш,ественно различается для разных материалов. Квантовый выход ФЛ определяется отношением числа квантов люминесценции, излученных веш,еством, к числу поглош,енных квантов возбуждаюш,его света. Энергетический выход определяется как отношение излучаемой мош,ности ФЛ к поглош,аемой мош,ности (в случае импульсного возбуждения выход определяется как отношение соответ-ствуюш,их энергий). Зависимость квантового выхода ФЛ от интенсивности возбуждения может быть линейной, сублинейной (выход падает с увеличением интенсивности) и сверхлинейной (выход растет с увеличением интенсивности) [2.29]. Разработаны и применяются различные количественные модели ФЛ [2.30]. [c.54]

В заключение остановимся на двух последних работах по созданию твердотельных квантовых компьютеров. Одна из них [251], — экспериментальная, посвящена реализации квантового алгоритма Дойча-Джозса на квантовых точках в полупроводнике Ыо зОао зАз МВБ, находящемся в гелиевом криостате при 5 К. Возбуждение осуществлялось импульсами титан-сапфирового лазера длительностью 5 пс. Результат реализации алгоритма Дойча-Джозса детектировался в виде сигналов интегральной фотолюминесценции от множества квантовых точек за один и тот же интервал времени с помощью спектрометра на основе ССО-матрицы, охлаждённой до температуры жидкого азота. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...