1.2.Методика измерения спектров люминесценции

Схема экспериментальной установки, используемой для измерения спектров люминесценции, представлена на рис.1. Возбуждение люминесценции обеспечивается ртутной лампой ДРШ-250(S). Излучение ртутной лампы, сфокусированное линзой (Л₁) на образец (О), проходит через тепловой фильтр из водного раствора СuSО₄ (Ф₁) и стеклянный фильтр (Ф₂) с максимумом пропускания в области края фундаментального поглощения рассматриваемого полупроводника.

Люминесцентное излучение исследуемого кристалла фокусируется конденсором Л₂ на входную щель монохроматора УМ-2. За выходной щелью спектрального прибора расположен фотоэлектронный умножитель ФЭУ-22 (Ф), область спектральной чувствительности которого 400-1000нм. Электрический сигнал с анода ФЭУ, пропорциональный интенсивности фотолюминесценции, усиливается усилителем постоянного тока ИМТ-05 и регистрируется гальванометром (Г) или цифровым вольтметром типа В7-21. Питание ФЭУ обеспечивается стабилизированным в ыпрямителем ВС-22.

Рис.1. Схема установки для измерения спектров излучения.

При измерениях спектров люминесценции необходимо учитывать два обстоятельства: во-первых, ФЭУ характеризуется определенным спектра­льным распределением фоточувствительности (обозначим соответствующую функцию через К() ) и, во-вторых, оптическая схема, включающая конден­сор Л₂ и оптические элементы монохроматора, не одинаково пропускают свет различной длины волны (соответствующую аппаратную функцию обоз­начим ()).Таким образом, измеряемый спектр представляет собой произведение трех функций: . Для определения функций К() , () проводят следующие измерения. На место образца (рис.1) помещают вольфрамовую лампу накаливания, спектр излучения которой для данной температуры можно рассчитать по формуле Планка с учетом коэффициента серости. Следовательно, экспериментально определен­ный спектр излучения равен произведению трех функций: . Зная спектр , легко определить произведение К ()() К°(). В дальнейшем, для исключения функции К°(), т.е. для получения истинного спектра люминесценции, необходимо разделить экспериментальный спектр на .

При выполнении данной работы может быть использована программа расчета на ЭВМ, которая позволяет: исключить влияние функции К⁰() на форму измеряемых спектров, рассчитать форму спектра излучения в виде функции , нормировать спектры излучения, рассчитывать спектры излучения в координатах .

В качестве исходных данных вво­дятся значения интенсивности люминесценции на различных длинах волн излучаемого света. В программе содержится массив значений функции К°(), ранее определенной для ФЭУ, используемого в данной измерительной установке.

1.3.Порядок выполнения работы и задание

1. Ознакомиться с измерительной установкой.

2. Произвести измерения спектров люминесценции в соответствии с указанием преподавателя.

3. Представить на одном рисунке нормированные спектры люминесценции как функции (), (Е ).

4. Построить функцию (Е) в координатах и сделать заключение о возможности описания формы исследуемого спектра люминесценции функцией Гаусса.

5. Определить энергию кванта излучения в максимуме спектра люминес­ценции, ширину полосы излучения на ее полувысоте и оптическую энергию активации центра свечения.