Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Смит Р. -> "Полупроводники " -> 148

Полупроводники - Смит Р.

Смит Р. Полупроводники — М.: Мир, 1982. — 560 c.
Скачать (прямая ссылка): poluprovodniki1982.pdf
Предыдущая << 1 .. 142 143 144 145 146 147 < 148 > 149 150 151 152 153 154 .. 219 >> Следующая

W изменяется вдоль стержня как W^e~ax, поэтому для определения фото-э. д.
с. на разомкнутых концах стержня нужно провести интегрирование по длине
стержня. Если пренебречь потерями на отражение, то для напряжения
холостого хода получим простое выражение V=-WJcen. На практике, однако,
ситуация не так проста. Этот эффект наблюдали Данишевский и др. [118], а
также Гибсон, Киммит и Уолкер [119], которые учли оба типа носителей
заряда и дали более сложные выражения для получаемого напряжения.
Полярность фото-э. д. с. и порядок величины ее амплитуды в Ge л-типа
оказались такими, как и ожидалось, но в Ge р-типа Гибсон и Уолкер [120]
наблюдали смену знака rip и изменении температуры. Следует ожидать, что в
полупроводнике сильно выраженного р-типа полярность фото-э. д. с. должна
быть об-ратна полярности фото-э. д. с. увлечения в материале л-типа.
Гибсон и Уолкер объяснили смену знака фото-э. д. с. увлечения, принимая
во внимание вырождение валентной зоны германия и про-
10. Оптические и высокочастотные явления
397
цессы рассеяния. Пейтел [ 121 ] наблюдал эффект увлечения носителей
заряда фотонами в InAs.
Гибсон, Киммит и Уолкер 11191 использовали эффект увлечения для создания
приемника ИК-излучения с экстремально высоким быстродействием. Время
релаксации импульса носителей заряда ограничивает временное разрешение
такого приемника величиной ~10_15 с, однако другие эффекты несколько
ухудшают его.
10.13. Эледтропоглощение и электроотражение
Измерения поглощения и отражения полупроводников на частотах значительно
выше края собственного поглощения выявили существование в этой области
энергий еще более высокочастотных границ поглощения и нарушений
непрерывности в спектрах отражения. Некоторые из этих результатов
интерпретировались в представлениях зонной структуры и действительно
помогли в объяснении рассчитанных зонных схем. Величины коэффициента
поглощения на таких частотах очень высоки (обычно -~105 см-1), поэтому
измерения на ненапряженных монокристаллических образцах здесь
трудноосуществимы. Естественно, что коэффициент отражения изменяется и
вблизи края поглощения, однако это изменение может быть совсем слабым и
его трудно обнаружить. Обзор работ, посвященных этому вопросу, содержащий
также подробное сб:уж-дение полученных результатов, сделал Кардона (122).
Обзор работ по оптическим свойствам полупроводников в видимой и
ультрафиолетовой областях спектра сделал также Тауц 1123].
Указанные трудности были преодолены с помощью замечательного способа,
заключающегося в наблюдении изменения поглощения и отражения при
наложении электрического поля или давления. Изменение отражения наблюдать
легче, поэтому этот метод был широко использован для получения большого
количества информации о выше- и нижележащих зонах в полупроводниках.
Используя переменное электрическое поле или давление и синхронное
детектирование, легко наблюдать очень малые изменения.
Изменения отражения в электрическом поле можно ожидать прежде всего из-за
предсказанного Францем 1124) и Келдышем [1251 поглощения фотонов с
энергиями, немного меньшими ширины запрещенной зоны, при наличии
электрического поля. Электрон, возбужденный в состояние с энергией чуть
ниже края зоны проводимости, может тем не менее попасть в зону
проводимости с помощью процесса туннелирования (см. разд. 14.4.3),
вероятность которого быстро уменьшается по мере увеличения дефицита
энергии. Теоретически вычисленный коэффициент поглощения ар для ^v<A?
398
10. Оптические и высокочастотные явления
приближенно равен "______________Bhe?
"F " л (512m,)'/i (ДE-hv)
л (128т,)1/. (ДЕ-/iv)*/. 3he?
¦] . (10.168)
где ? - напряженность электрического поля, тТ- приведенная электронно-
дырочная масса, В - константа, которая для поглощения в отсутствие поля и
прямых переходов дается выражением (10.77).
Приближения, сделанные при выводе выражения (10.168), становятся
неприменимы, если (ДЕ-hv) меньше, чем (h2e2?2J6i /п,)1/". Ясно, что "f не
становится бесконечным при hv-^>-AE. Тем не менее при ftv-^ДЕ можно
ожидать значительного увеличения ар.
Выражения для (zf, полученные без этих приближений и для значений hv,
превышающих ДЕ, весьма сложны и содержат интегралы Эйри 1!. Если Л\>Д?',
коэффициент поглощения а для прямых переходов дается выражением
где ad- коэффициент поглощения при ?=0, a F (v) - периодическая функция,
поскольку в зависимости от частоты излучения v электрическое поле
периодически либо увеличивает поглощение, либо уменьшает его. В этом
обсуждении мы пренебрегли влиянием экситоиов, которые, как мы знаем,
изменяют поглощение вблизи его собственного края.
Обычная форма кривой поглощения показана на рис. 10.23. Можно видеть, что
с низкочастотной стороны края собственного поглощения имеется крутой
подъем в спектральном ходе изменения коэффициента поглощения и что на
более высоких частотах изменение а является периодическим. Это типичная
наблюдаемая картина, однако в деталях спектральные зависимости Да очень
Предыдущая << 1 .. 142 143 144 145 146 147 < 148 > 149 150 151 152 153 154 .. 219 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed