Составители:
Рубрика:
Использование структур с резкими гетеропереходами или же
кристаллов с переменной шириной запрещенной зоны – плавных
гетеропереходов – открыло возможность создания твердотельных
преобразователей ИК излучения в видимое.
На рисунке 46 представлена зонная энергетическая диаграмма плавного
изотипного n-N перехода в равновесии (46а) и с приложенным внешним
электрическим полем напряженности ε (46б). При освещении такого
перехода со стороны
узкозонной части ИК излучением с энергией фотона
hν
1
генерируются электронно-дырочные пары. Под действием внешнего
поля неосновные неравновесные носители заряда (дырки)
«протягиваются» в широкозонную часть, где рекомбинируют, излучая
кванты видимого света hν
2
(ν
2
> ν
1
). Эффективность подоюных
преобразователей невелика, так как в соответствии с принципом работы в
них отсутствует механизм усиления света.
Значительно более эффективным преобразователем света является
четырехслойная N-P
1
- n
0
-P
2
– гетероструктура, работающая в режиме
фототиристора, зонная диаграмма которой представлена на рисунке 47.
Она включает в себя широкозонную часть N, легированную донорной
примесью, две широкозонных части, легированных акцепторными
примесями, и высокоомную слабо легированную полуизолирующую
область n
0
. При отсутствии смещения энергетическая диаграмма имеет
вид 47а. При подаче положительного смещения V (плюсом к Р
2
– области)
крайние N-P
1
и n
0
-P
2
– переходы оказываются включенными в пропускном
направлении, а средний – Р
1
-n
0
– в запорном направлении (рис.47б). Ток
через этот переход переносится неосновными носителями, накопление
которых в области n
0
частично компенсирует отрицательное смещение на
P
1
-n
0
переходе. Освещение базовой n
0
– области ИК излучением (сбоку
или через широкозонные эмиттеры) с энергией квантов hν
1
вызывает
образование неравновесных электронно-дырочных пар в этой области, что
приводит к дальнейшему накоплению носителей. В результате средний
переход «заливается» инжектированными носителями заряда и переходит
из непроводящего состояния в проводящее (рис. 47в). Это приводит к
резкому возрастанию концентрации неосновных носителей (электронов) в
широкозонной Р
1
области, рекомбинация которых с основными
носителями (дырками) происходит с излучением фотонов с энергией hν
2
в
видимой области спектра.
При использовании в качестве широкозонных слоев Al
x
Ga
1-x
As, а
узкозонной – SiGaAs длинноволновая граница преобразования составляет
1,65 мкм. Огромную ценность таким приборам придает наличие
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- …
- следующая ›
- последняя »
