Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 141

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 219 >> Следующая

1+F(<i>); единица отвечает вероятности спонтанного излучения. Полная
вероятность поглощения фотона с излучением одного фонона будет тогда
пропорциональна [1+F(<i>)]- F (to) и не будет, таким образом, зависеть от
температуры. Вероятность поглощения фотона с испусканием двух фононов
будет пропорциональна величине
[ 1 + F (to,)] [ 1 + F (о>2)]-F (to,) F (<о2) = 1 + F (to,) + F (<о2),
в то время как для процесса поглощения фотона, в котором один фонон
излучается, а другой поглощается, вероятность пропорциональна
[l+Fi (<о,)] F (<o4)-[ 1 -f F (<o2)] F ((c)j) = F (to*) -FK).
Температурные зависимости для процессов с участием различных комбинаций
трех фононов намного более сложны. Они были проанализированы Джонсоном
[921, который таким способом идентифицировал большое число наблюдаемых
фононных линий.
10.9. Фотопроводимость
Образование пар свободных электронов и дырок при поглощении излучения,
вызывающего межзонные переходы, приводит к
увеличению концентрации носителей заряда обоих типов. Пусть Ап и Ар -
концентрации добавочных электронов и дырок соответственно. Если нет
разницы в темпах захвата электронов или дырок, то Ап-Ар (см. разд. 7.3),
и электропроводность кристалла определяется формулой
о = е (л,+Дл) це + е (р0 + Др) ph, (10.105)
где л0 и р0- равновесные концентрации носителей заряда, определяющие
равновесную электропроводность а0. Таким образом, относительное изменение
электропроводности равно
До о - о0 Дяре + ДРМь /т шс\
д. ~ Оо ~ ЛоРе + PoMh ' 11U.1UOJ
а с учетом равенства Ап -Ар
до = (1 + *)Ар (10.106а)
о0 Но&~гРо
378
10. Оптические и высокочастотные явления
где й=це/цй. Позже мы увидим, что при слабом освещении Ар~/, где I -
интенсивность падающего излучения, так что Ао~/.
Если не учитывать непрямые переходы с образованием экси-тонов, то
длинноволновая граница собственной фотопроводимости совпадает с краем
собственного поглощения. Если же учесть такие переходы, то при комнатных
температурах длинноволновая граница фотопроводимости будет совпадать с
длинноволновой границей экситонного поглощения, так как из-за очень малой
энергии связи экситоны должны быстро распадаться на пары свободных
электронов и дырок. При очень низких температурах, однако, фотопро:
водимость должна начинаться на частоте, которая немного выше, чем та, что
соответствует длинноволновой границе экситонного поглощения. В случае
диэлектриков эти соображения служили главным аргументом в пользу
предположения о том, что некоторая доля поглощения обусловлена
экситонами.
Так как в большинстве случаев длинноволновый край собственного поглощения
в полупроводниках лежит в области энергий, меньших 1,5 эВ, то
фотопроводимость обычно наблюдается в инфракрасной области спектра. Этим
обусловлено использование полупроводников с неширокой запрещенной зоной,
таких, как соединения свинца PbS, PbSe, РЬТе и интерметаллическое
соединение InSb для фотоприемников ИК-излучения [96]. Фотопроводимость,
связанную с межзонными переходами, называют собственной фотопроводимостью
в отличие от фотопроводимости, обусловленной примесями. Собственная
фотопроводимость хорошо изучена в широком ряде веществ. Во многих случаях
не было возможности проводить исследования на чистых монокристаллах, и
поэтому основная часть имеющихся сведений о собственной фотопроводимости
относится к пленочным образцам, полученным путем испарения в вакууме. В
настоящее время известно, что процессы фотопроводимости в таких пленках
чрезвычайно сложны. Собственные свойства фотопроводников PbS, PbSe, РЬТе
изложены автором настоящей книги в двух обзорных статьях [99].
Фотоэлектрические свойства Ge и Si описали Бурштейн, Пикус и Скляр [74],
а также Мортон, Ганн и Шульц [100].
Образование в полупроводниках под действием излучения электронно-дырочных
пар приводит при определенных условиях к возникновений некоторой объемной
э. д. с., именуемой фото-э. д. с. Она обусловлена неоднородностями в
полупроводниковых образцах, а также рядом поверхностных эффектов в них.
Рассмотрение различных причин возникновения фото-э. д. с. мы пока
отложим.
Фотоионизация примесей, которая обсуждалась в разд. 10.7, также приводит
к фотопроводимости. Фотопроводимость, обусловленная ионизацией мелких
доноров и акцепторов, наблюдается в далекой ИК-области (~100 мкм для
примесей III и V групп в Ge), но в случае более глубоких примесей, таких,
как Си,
JO. Оптические и высокочастотные явления
379
фотопроводимость наблюдается на более коротких длинах волн в средней ИК-
области. На основе явлений собственной и примесной фотопроводимости был
разработан ряд фотоприемников, перекрывающий весь спектр ИК-излучения 1).
Рассмотрим теперь процессы генерации и рекомбинации носителей заряда,
вызываемых освещением, для того чтобы определить величины A/i и А р.
Пусть имеется образец с прямоугольными плоскими гранями и постоянной
толщиной d\ предположим, что свет падает перпендикулярно на одну из
плоских граней. Допустим, далее, что излучение является
Предыдущая << 1 .. 135 136 137 138 139 140 < 141 > 142 143 144 145 146 147 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed