4.4. Метод определения спектра поглощения полупроводника по спектру его пропускания

Графическое изображение зависимости коэфициента поглощения исследуемого вещества от длины волны падающего излучения называют спектром поглощения.

Для вычисления коэффициента поглощения полупроводника α при

нормальном падении пренебрегая интерференцией выходящих лучей можно использовать два выражения. Свет падающий на поверхность твердого тела испытывает многократные отражения и поглощения на высшей и внутренней границах среды, через которую проходит

В случае, когда оптическая плотность образца D < 1, интенсивность

прошедшего через него светового потока будет являться суммой

интенсивностей всех составляющих его компонентов и пропускание образца можно оценить как:

Величина α у полупроводниковых материалов меняется в широких

пределах: от 10^-2 до 10⁵ см^-1. Поэтому при измерении коэффициента

поглощения обычно подбирается такая толщина образца, чтобы его оптическая плотность D = α d была порядка 1. В этом случае можно с допустимой погрешностью пользоваться последнее выражением, которое дает возможность по измеренным значениям R, T и d определить коэффициент поглощения:

4.5. Методика определения ширины запрещенной зоны п/п по спектру поглощения

Используя формулу

Находим коэф. поглощения, затем из формулы

или

выразим ширину запрещенной зоны Eg.

5. Фотопроводимость

5.1. Внутренний эффект

Внутренний фотоэффект - это эффект ионизации полупроводника под действием света, приводящий к образованию добавочных неравновесных носителей заряда. Появление дополнительной проводимости в ходе этого процесса называют фотопроводимостью.

5.2. Что такое прямые и непрямые переходы электронов

Существуют прямые и непрямые переходы. Прямые – это при которых волновой вектор электрона сохраняется, а непрямые(невертикальные) – осуществляются с испусканием или поглощением фотона. При взаимодействии фотона и электрона энергия меняется, а импульс – практически нет – и становятся возможны прямые переходы.

5.3. Определение времени релаксации носителей заряда

Время релаксации – время за которое носители заряда выведенные из состояния равновесия принимают стационарное состояние. В случае внутреннего фотоэффекта, это время за которое после начала воздействия света процесс генерации неравновесных носителей заряда станет равен процессу их рекомбинации.

5.4. Физический смысл понятия «квантовый выход»

Квантовый выход в данном случае означает процесс образования носителей заряда под действием кванта света.

5.5. Изменение неравновесной концентрации носителей при включении-выключении света при дельта t стремящемся к нулю

Считаем что и что полупроводник начинает освещаться в момент времени t=0 светом постоянной интенсивности. Тогда, разделяя переменные и интегрируя с учетом нач. условия получаем . Установившееся значение неравновесной концентрации электронов определяется при t стремящемся к бесконечности . Если же в образце создана стационарная концентрация неравновесных носителей и в момент времени равный нулю производится включение света, то концентрация неравновесных носителей спадает до нулевого значения по закону: .Таким образом релаксация неравновесной концентрации носителей заряда при мгновенном включении и выключении света происходит при экспоненциальному закону с постоянной времени t соответствующей жизни неравновесных носителей заряда. Полученные зависимости для нарастания концентрации неравновесных носителей заряда позволяют определить закон изменения концентрации от интенсивности освещения.