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文档简介

半导体对光的吸收 本征吸收 半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带 在价带中留下空穴 产生等量的电子与空穴 这种吸收过程叫本征吸收 产生本征吸收的条件 入射光子的能量 h 至少要等于材料的禁带宽度Eg 即h Eg半导体对光的吸收主要是本征吸收 对于硅材料 本征吸收的吸收系数比非本征吸收的吸收系数要大几十倍到几万倍 一般照明下只考虑本征吸收 可认为硅对波长大于1 15 m的可见光透明 截止波长 g 半导体禁带宽度会随着温度的升高而减小 所以光吸收截止波长也将随着温度的升高而增长 非本征吸收 非本征吸收包括杂质吸收 自由载流子吸收 激子吸收和晶格吸收等 杂质吸收 杂质能级上的电子 或空穴 吸收光子能量从杂质能级跃迁到导带 空穴跃迁到价带 这种吸收称为杂质吸收 杂质吸收的波长阈值多在红外区或远红外区 自由载流子吸收 导带内的电子或价带内的空穴也能吸收光子能量 使它在本能带内由低能级迁移到高能级 这种吸收称为自由载流子吸收 表现为红外吸收 激子吸收 价带中的电子吸收小于禁带宽度的光子能量也能离开价带 但因能量不够还不能跃迁到导带成为自由电子 这时 电子实际还与空穴保持着库仑力的相互作用 形成一个电中性系统 称为激子 能产生激子的光吸收称为激子吸收 这种吸收的光谱多密集与本征吸收波长阈值的红外一侧 晶格吸收 半导体原子能吸收能量较低的光子 并将其能量直接变为晶格的振动能 从而在远红外区形成一个连续的吸收带 这种吸收称为晶格吸收 此课件下载可自行
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