光电信息材料复习资料

1、1. 吸收系数：介质单位长度上由于吸收而引起的光谱辐射功率P的相对减小量。2. 透射系数R:3. 本征吸收：半导体当中电子在能级之间发生跃迁所形成的吸收过程。4. 发生本征吸收的必要条件：光子能量大于禁带宽度5. 本征吸收限0：吸收系数显著下降的特定波长6. 直接跃迁：电子在K空间波矢方向一致的跃迁7. 间接跃迁：除吸收光子外，还与晶格交换能量的非直接跃迁8. 半导体的光吸收主要包括：1激子吸收：受激电子和空穴相互束缚而结合在一起形成一个新的系统2自由载流子吸收：电子和空穴在带内跃迁而引起的吸收3.杂质吸收：束缚在杂质能级上的电子可以吸收光子跃迁到导带，而杂质能级上的空穴同样可以吸收光子跃迁到

2、价带4晶格振动吸收：在远红外区域内低能光子被晶格吸收转变为声子。9. 光电导：由于光照而引起的半导体电导率增加10. 解释为什么光敏电阻材料一般都选择高阻材料且在低温下使用：11. 定态光电导：恒定光照下产生的光电导。12. 光电导弛豫：光照停止以后光电流逐渐消失，这种在光照下电导率逐渐上升，光照停止后电导率逐渐下降的现象称为13. 光电导的灵敏度：一定光照强度下光电导的强弱。14. 光电导增益：15. 16. 解释光生伏特效应原理：当用适当波长的光照射非均匀半导体时（如PN JUNTION），由于内建电场的作用，半导体背部产生电动势，如果PN结短路则会产生电流。17. 光电池工作时的三股电流

3、：光生电流，光生电压导致的PN结正向电流，流经外电路的电流18. 表征光电池IV特性的三个最重要参数：开路电压，短路电流，填充因子19. 根据不同的激发方式，可以将发光过程分为：电致发光，光致发光，阴极发光20. 辐射跃迁：电子由高能级向低能级跃迁时必然放出能量，如果跃迁过程伴随着放出光子，这种跃迁称为辐射跃迁。21. 无辐射跃迁：电子在跃迁过程中不发射光子。22. 辐射跃迁可以分为：本征跃迁和非本征跃迁23. 无24. PN结的注入发光原理：对pn结加反向偏压使势垒降低从而减小内部电场，电子从n区注入p区，空穴从p区注入n区，电子空穴都属于非平衡少子，它们与多子复合发光。25. 自发辐射：不

4、受外界因素作用，原子自发地从自发态回到基态引起的光子发射过程。（跃迁时随机的，光子能量不同，相位和传播方向不同）26. 受激辐射：在光辐射刺激下，受激原子从基态回到激发态。（与入射光子能量、相位、方向一样）27. 与激光发射的跃迁过程主要包括：28. 分布反转：处于激发态E2的原子数大于处于基态E1的原子数的情况称为分布反转（粒子数反转）29. 光量子放大：处于激发态的原子数大于处于基态原子数30. 产生激光的三个基本条件：分布反转（EFn-EFpEg），受激辐射，谐振腔31. 晶态与非晶态半导体结构上区别：晶态：原子排列具有周期性，长程有序；非晶态：原子排列短程有序而长程无序。（四面体结构，

5、配位数4：-Ge Si -GaAs -InP 硫系非晶：As2S3 As2Fe3 氧化物：GeO2 TiO2）32. 非晶态半导体的结构特点：1短程有序：共价键的方向性 2长程无序：键长，键角畸变的积累 3亚稳态33. 非晶半导体结构的主要模型：微晶模型，连续无序网络模型34. 电子的扩展态：由布洛赫函数表示的电子态可以扩展到整个晶体范围；定域态：假设一点在在t=0时处在格点某一态中，由于势场围绕作用，电子波函数将随时间变化，即电子能量随时间变化 诺t时，在原来状态找到电子的概率0，表明电子已扩散走，诺t时，概率趋于有限值35. 迁移率边：当电子能量发生变化时，在能带当中，由定域态进入扩展态或

6、扩展态进入定域态，电子迁移率发生突变。这导致电子迁移率发生突变的扩展态与定域态能量的交接Ec和Ec称为迁移率边36. 安德森转变：37. 有机半导体材料的基本特点：分子间范德华力形成，结合力弱；可以形成分子晶体；分子晶体能带带隙宽，迁移率低，熔点和导电率低。38. 按照分子大小划分，有机半导体可分为：高聚物，低分子聚合物，有机小分子39. 有机半导体材料的pn型划分与无机材料有何不同？40. 键：有两个相同或者不相同的原子轨道沿轨道对称轴方向互相重叠而形成的共价键41. 键:当两个原子的P轨道从垂直于成键原子的核间连线的方向接近，发生电子云重叠而形成的共价键42. 43. 有机半导体的分子轨道

7、理论中，一般称为最高占有电子的成键轨道称为最高占有分子轨道，简称HOMO，最低的未占有点的反键轨道为最低未占有分子轨道，简称HUMO。44. 有机电致发光器件（OLED）的主要结构包括：ITO透明阳极，空穴传输层，有机发光层，电子传输层，金属阴极。45. 有机光电器件的发光过程：器件两端施加电压后，电子、空穴分别进入有机材料的HUMO、HOMO，在电场的作用下相向运动。在有机发光层相遇后，形成发光的电子空穴对即激子，激子退激发时能量以光子形式放出。（载流子注入载流子传输激子形成复合发光）46. 超晶格：由交替生长的两种半导体材料薄膜一维周期性多层膜结构。他在生长方向上的某些参数具有人工引入的周

8、期性变化。在这种多层异质结材料中，窄带隙材料充当势阱，宽带隙材料充当势垒，如果两种材料的宽度很薄，可以与德布罗意波相比，相邻的两个势阱电子波函数可以耦合。量子阱：窄带隙材料薄，宽带隙材料厚，相邻势阱中的电子波函数不可以耦合。47. 量子线：二维方向上受到量子的约束，一个方向上自由运动的纳米材料；量子点：三维方向上都受到量子的约束的0维纳米材料。48. 地维半导体材料的电子结构特点：1材料结构的低维化，出现了量子化的能级，体系尺寸越小，量子化的能级间距越大，即能量量化越显著；2低维化带来最显著的特征是态密度的锐化分布，即在低维结构中态密度是压缩的；3因能量的量化和态密度的压缩，产生了对电子的限制

9、效应，由此导致了一系列新颖的物理现象，从而导致一系列量子器件的产生。49. 画图说明量子阱结构中的共振隧穿效应。50. 光纤由光芯，包层，涂敷层三部分组成。51. 按折射类型光纤可分为：阶跃光纤和渐变光纤；按传播方式光纤可分为：多模光纤和单模光纤。52. 光纤中的色散主要分为：模式色散，波导色散，材料色散53. 54. 55. 衰耗系数：每公里光纤对光功耗的衰减值（=logPi(入)Po（出）56. 数值孔径：能够是光在光纤里全反射传输的入射角c的正弦值。NA=sinc 多模光纤中NA=0.180.23即有NA=sinc=c57. 多模光纤：58. 目前最具代表性的宽带隙半导体材料包括GaN SiC ZnO59. 光子晶体：如果将具有不同折射率系数的介质在空间中按一定周期进行排列，当空间周期与光波长相当时，由于周期性所带来的布拉格散射，它能在一定频率范围内产生光子带隙（PBG）。如果光子的能量落入光子禁带频率范围内，则不能再介质中传播，这中具有光子带隙的周期性结构称为光子晶体。60. 设激光器的共振腔长度为1，端面放射系数为R，激光材料对辐射的吸收系数为，试证明激光器的阈值增益为：gt=+1lln1R证明：当达到阈值