Нестационарные и релаксационные процессы в полупроводниках. Устюжанинов В.Н - 82 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВлГУ | Владимир

Составители: 

Рубрика: 

82
где 0,5 < r < 1,5 в зависимости от структуры энергетических зон
полупроводника. Величина
0
α не поддается строгому аналитическому
определению. Для простейшего случая изотропных зон с квадратичным
законом дисперсии
0
α
определяется в виде
2
3
0
2
2
3
22
0
3
8
+
ε
π
=α
np
n
n
p
mm
m
cnm
mh
, (4.14)
где
n
m ,
p
m – эффективные массы электрона и дырки соответственно;
c – скорость света; n – показатель преломления.
Из формул (4.12) – (4.14) следует, что по мере увеличения частоты
гр
ω
>
ω
электромагнитных колебаний оптического диапазона возрастает
коэффициент фундаментального поглощения. При этом сложный характер
этой зависимости определяется через эффективные массы электронов и
дырок формой зоны проводимости и валентной зоны в пространстве
волнового вектора.
Наряду с прямыми переходами возможны механизмы
многоступенчатых непрямых переходов, включающих рассеяние
электронов на тепловых колебаниях решетки – фононах. Вероятности
непрямых переходов для излучений оптического диапазона ниже, чем
прямых, поскольку определяются множеством факторов (как минимум,
зависят от процессов фотон-электронного, электрон-фононного
взаимодействия).
На рис. 4.3 представлены
спектры поглощения ряда
полупроводников с четко
выраженными границами
фундаментального поглоще-
ния, определяемыми непрямы-
ми переходами. По мере
незначительного увеличения
энергии фотона коэффициент
поглощения резко возрастает
вследствие преобладания
механизма прямых переходов.
Примесное поглощение
оптического излучения
обусловлено переходами вида:
примесный уровень – зона
проводимости; валентная зона
– примесный уровень. Такие
0
,
6 1 2 3 4 5 6 7 8 h
ν
.эВ
α,м
-1
10
6
10
5
10
4
10
3
10
2
10
1
10
0
Ge
GaAs
Si
300 K
77
K
Рис. 4.3. Спектр поглощения собственных
полупроводников Ge, Si и GaAs

Страницы