Оптическая и квантовая электроника. Светцов В.И. - 65 стр.

    αФ ,см
             -1


                  1
       104

       103
                        2
       102                             3                    6
                                                 4
       101                                                 5
       100
                  100       λгр. 101            102      103    λ,мкм
            Рис.2.3. Типичный спектр поглощения полупроводника
 1 - собственное поглощение в результате прямых переходов; 2 - собственное
    поглощение при непрямых переходах; 3, 4 - примесное поглощение; 5 -
  решеточное поглощение; 6 - поглощение свободными носителями заряда.

      В полупроводниках реализуются несколько механизмов поглощения
светового излучения:
      - при собственном поглощении (участки 1 и 2 спектра) происходит
разрыв валентной связи и переход электрона из заполненной зоны в зону
проводимости под действием кванта света. Условие этого процесса hν > ∆E,
где ∆E - ширина запрещенной зоны.
      Эта часть спектра имеет четко выраженную " красную " границу, которая
для большинства полупроводников приходится на видимую или инфракрасную
области оптического диапазона. Граница собственного поглощения сдвигается
в красную область при увеличении температуры, уменьшении концентрации
примесей, возрастании внешнего электрического поля. Абсолютное значение
коэффициентов поглощения достигает 106 см-1.
      - примесное поглощение (области 3, 4 спектра) связано с ионизацией
атомов примеси. Поскольку энергия ионизации примеси меньше ширины
запрещенной зоны полупроводника, примесное поглощение проявляется в
инфракрасной области спектра, а величина коэффициента поглощения обычно
не превышает 103 см-1 и уменьшается с увеличением температуры.
      - экситонное поглощение возможно, если и электрон в валентной зоне
возбуждается, образуя с дыркой связанную кулоновским взаимодействием пару

                                           68