Элементы и устройства оптоэлектроники. Самохвалов М.К. - 30 стр.

UptoLike

Составители:

Рубрика:

ПРИЕМНИКИ ИЗЛУЧЕНИЯ

Фотоприемник – приемник оптического излучения – прибор, в котором под

действием оптического излучения происходят изменения, позволяющие обна-

ружить и измерить характеристики излучения. В основном в основе работы по-

лупроводниковых фотоприемников лежит использование внутреннего фотоэф-

фекта, но могут быть использованы и другие эффекты.

Поглощение света в твердых телах

При прохождении света через вещество его интенсивность понижается.

Взаимодействие света с веществом может происходить без изменения энергии

фотонов и с изменением. Процессы взаимодействия без изменения энергии фо-

тонов включают в себя отражение, преломление, рассеяние, пропускание света,

вращение плоскости поляризации и др. Процессы взаимодействия с изменени-

ем энергии фотонов включают в себя различные виды поглощения. Часть энер-

гии излучения поглощается в веществе, следовательно, увеличивается энергия

электронов в нем. В общем случае необходимо учитывать 7 механизмов погло-

щения оптического излучения (рис. 12а): 1 – фотогенерация электронно-

дырочных пар (собственное поглощение), 2,3 – примесное поглощение, 4 –

внутрицентровое поглощение, 5 – экситонное поглощение, 6 - электронное по-

глощение, вызывающее увеличение энергии электронов без увеличения их кон-

центрации, 7 – фононное поглощение, т.е. поглощение кристаллической решет-

кой. Для всех видов поглощения должны выполняться законы сохранения энер-

гии и импульса. В зависимости от строения зон полупроводника электронные

переходы подразделяются на прямые и непрямые (рис. 12б.), поглощение фото-

нов сопровождается только лишь прямыми переходами электронов.

а б

Рис. 12. Основные электронные переходы при поглощении света в полупро-

воднике (а), прямые и непрямые межзонные переходы (б).

Ширина запрещенной зоны E

полупроводника определяет минимальные

значения энергии поглощаемых фотонов: GaAs – 1,4 эВ, CdSe – 1,8 эВ, CdS -

2,5 эВ, ZnS - 3,7 эВ, Ge – 0,7 эВ, Si – 1,1 эВ, GaP – 2,3 эВ, SiC – 2,4-3,1 эВ. Для

собственного поглощения должно выполняться условие hν≥E

, т.е. энергия фо-