Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Грибковский В.П. -> "Теория поглощения и испускания света в полупроводниках" -> 104

Теория поглощения и испускания света в полупроводниках - Грибковский В.П.

Грибковский В.П. Теория поглощения и испускания света в полупроводниках — М.: Наука и техника , 1975. — 464 c.
Скачать (прямая ссылка): teoriyapoglosheniyaiispuskaniya1975.djvu
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 176 >> Следующая

Оригинальный метод наблюдения капель в полупроводниках разработан в работах [552, 553]. На одной из сторон химически полированной пластины из чистого германия п-типа (А^даЮ12 см~г) с помощью двух прижимных заостренных
Ю1
Рис. 92. Пространственное распределение излучения свободных экситонов (/) и экситонных капель (2) в германии. Ширина полоски возбуждающего света 0,15 мм [550]
о ts to is ^ое,мм
294
Рис. 93. Спектры резонансного поглощения (1) и испускания (2) чистого германия p-типа (р<1012 см~3) при 1,6 °К и возбуждении излучением 100-ватной лампы через фильтр КДР
Wafip) 500 200 №
*" ' м
¦г—----------1----------1-----------I кй
[554] 1
О 5 Ю 1ЪЪщ*з6
вольфрамовых контактов создавалась точечная р—п—р-струк-тура. Расстояние между контактами составляло несколько десятых долей миллиметра. В качестве детектора капли служил р—/г-переход, смещенный в обратном направлении. Поле в этом р—/г-переходе было достаточно сильным, чтобы разорвать каплю на свободные электроны и дырки. При возбуждении пластины импульсами света (А/=1,5 мксек) от лампы ИСШ-100 вначале возникал обычный импульс фототока, обусловленный появлением в образце свободных носителей. С увеличением интенсивности возбуждающего света на фоне пологого импульса фототока возникают один, два и целая серия более острых импульсов. Пластины толщиной 0,5ч-1 мм возбуждались со стороны, противоположной той, на которой была р—п—р-структура. Поэтому электронно-дырочные капли диффундировали через пластину и попадали в область р—я-перехода, где и распадались на свободные носители. Каждый импульс фототока свидетельствует о разрушении одной капли.
В работах [523, 554] исследовалось поглощение и испускание чистого герман-ия в диапазоне длин волн от 20 до 1000 мкм. При Т ^.2 °К и высоких уровнях межзонного возбуждения обнаружено новое физическое явление в виде резонансного поглощения и излучения (рис. 93) в далекой инфракрасной области (-—' 140 мкм). Изменение интенсивности возбуждающего света практически не влияет на поглощение максимумов полосы поглощения. Эту полосу нельзя объяснить поглощением свободными носителями, интенсивность которого должна монотонно возрастать с увеличением длины волны (§ 10). Средняя энергия поглощаемых и испускаемых фотонов значительно больше энергии ионизации свободных экситонов. Поэтому при интерпретации указанной полосы поглощения механизм ионизации экситонов необходимо исключить так же, как и роль примесей, влияние которых на спектры поглощения в далекой ИК-области начинает проявляться при концентрациях, больших 1014 смгг.
Очевидно, поглощение и испускание света в этой области связано с коллективным взаимодействием экситонов. Предпо-
295
лагаЪ образование электронно-дырочных капель, авторы [523, 554] на основании экспериментальных данных рассчитали концентрацию «к=2-1017 см3 и время жизни носителей в капле гк^ 10-5 сек.
Люминесцентно-спектроскопические проявления коллективных взаимодействий экситонов в кремнии и германии качественно аналогичны. Однако имеется резкое различие в значениях величин квантовых выходов излучения капель г)к и значениях тк. Согласно [555], в германии и кремнии эти величины равны: tK(Ge)=20 мксек, r)K(Ge)=0,8, TK(Si)=0,18 мксек, ijK(Si) =0,5-10“3. Уменьшение значений тк и т)к на два-три порядка при переходе от германия к кремнию связано с большим значением вероятности безызлучательной Оже-рекомби-нации в кремнии, чем в германии. В сплавах германия и кремния резкое падение значений тк и т)к начинается, когда содержание кремния превышает 12% [555]. При этом происходит изменение зонной структуры сплава: минимум зоны проводимости переходит из направления (111) в направление (100) и создаются более благоприятные условия для Оже-рекомби-нации (§ 11). Изменение зонной структуры германия в результате одноосного сжатия также может привести к падению интенсивности излучения конденсата на два порядка [556, 557]. В кремнии^где т)к мало, одноосное сжатие практически не отражается на интенсивности излучения электронно-дырочных капель [558].
Бозе-эйнштейновская конденсация экситонов и экситонных молекул. Элементарные частицы и квазичастицы, обладающие нулевым и целочисленным спином, подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна и называются бозонами. Число бозонов в любом квантовом состоянии- ничем не ограничено. Этим они отличаются от фермионов (частиц с полуцелым спином), подчиняющихся принципу Паули, согласно которому в одном квантовом состоянии не может быть более одной из совокупности тождественных частиц.
Еще А. Эйнштейн [559], показал, что Бозе-частицы идеального газа могут накапливаться на'самом нижнем энергетическом уровне при температуре газа ниже температуры вырождения. Это квантовое явление получило название бозе-эйн-штейновской конденсации. В отличие от фазового перехода пар — жидкость бозе-эйнштейновская конденсация происходит в пространстве импульсов и не сопровождается увеличением концентрации частиц в единице объема. Распределение конденсированных частиц по координатам остается равномерным.
В принципе бозе-эйнштейновская конденсация должна происходить в системе любых Бозе-частиц. Однако газ, состоящий из реальных частиц, обычно превращается в жидкость
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 176 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed