Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Уиллардон Р. -> "Оптические свойства полупроводников" -> 26

Оптические свойства полупроводников - Уиллардон Р.

Уиллардон Р. Оптические свойства полупроводников — Мир, 1970. — 488 c.
Скачать (прямая ссылка): opticheskiesvoystvapoluprovodnikov1970.djvu
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 165 >> Следующая


' = <3>

^="-^°''- <5>

Легко видеть, что

+ Г = (6)

где г = (п* — 1)/(r* + 1) — френелевский коаффициент отражения, а а = — коэффициент поглощения (и то и другое выражение отпосится к случаю нормального падения излучения на поверхность образца).

Выражения (3) и (4) очень широко используются в различных экспериментах для определения оптических свойств твердых тел. Равенствами (2) и (5) пользуются в экспериментах третьего типа (после экспериментов по измерению поглощения и отражения), а именно при измерении спектральной излучательной способности. Этим методом проводилось исследование поглощения непрозрачных материалов [1, 2] и, гораздо меньше, исследовались полупрозрачные вещества, такие, как, например, полупроводники. Mocc и Хоукинс [3] измерили спектральное испускание InSb и Ge в области 1,0 лік <С % < 10 лік при температурах 308° К < < f < 508° К. Последнее время эта методика получила свое дальнейшее развитие, так что оказалось возможным проводить измерения в области 2,5 мк <С к < 50 мк и при температуре 77° К.

Этим методом было исследовано большое число соединений AlllBv. На одном и том же образце в некоторых случаях можно изучать многофононное поглощение, поглощение на свободных носителях и поглощение в области края собственного поглощения.

При измерении Е% следует различать три случая:

1. at < 1. Очевидно, что для совершенно прозрачного образца Ex—f (it. Таким способом [6] можно производить измерения при очень низких коэффициентах поглощения.

2. at > 1. В атом случае образец непрозрачен, Elli-*-—г (1 — Hl), и можно получать информацию о веществе, исследуя отражение от поверхности образца. Такой метод хорош для исследования области остаточных лучей.

3. В промежуточном случае коэффициент поглощения можно 82_t_Л. Стирволт. Р. Поттгр_

найти из выражения

где E „ = (1 — г'{). При определенном отношении Е/Е „ структуру а можно непосредственно наблюдать в спектре излучения. По второму пункту следует также отметить, что коэффициент поглощения можно определить с большой точностью, исследуя испускание при отсутствии точного значения коэффициента преломления (для случая at С 2,5).

§ 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА

Для наших измерений испускания мы сравниваем излучение образца при данной температуре с излучением черного тела при

Фиг. 1. Охлаждаемая жидким азотом вставка с держателем образца из полированного алюминия с укрепленным в нем черным телом.

той же температуре. Образец и черное тело нагреваются или охлаждаются от полированного алюминиевого держателя (фиг. 1), I

Гл. 3. Исследование излучения кристаллической решетки 83

с которым находятся в тепловом контакте. Выемка, в которую помещается образец, почернена, и в ней поддерживается постоянная температура. Предполагается, что установка держателя образца и образца или черного тела в выемку для образца не влияет на черноту выемки (это было подтверждено экспериментально).

Излучение от образца или стандартного черного тела модулируется непрозрачным дисковым прерывателем. Переменный сигнал на выходе фотоприемника пропорционален разности энергий, поступающих от образца или черного тела и от модулирующего диска. Складывая все составляющие, получаем следующее выражение для сигнала:

Ss = K + (Rs + T8) Wb - EcWc - ДеW*], (8)

где К — константа, зависящая от оптической системы установки и от характеристики фотоприемника. Величины Ws, Wr и Wc — это потоки теплового излучения от образца, от эталона и от прерывающего диска. Эталоном служит камера держателя образца, в которую он помещен и температура которой поддерживается при 25,0 +0,05° С. Первый член в скобках соответствует излучению образца; второй — излучению камеры для образца, проходящему через образец и отражающемуся от него. Третий и четвертый члены — это излучение, пропускаемое и отражаемое дисковым прерывателем. Применяя правило Кирхгофа, E R T — I1 приводим равенство (8) к виду

Se =K [Ea (W8-Wa)-Ec (Wc-Wh)]. (9)

Весьма желательно, чтобы второй член в скобках был пренебрежимо малым, поскольку тогда упрощается обработка данных, а также потому, что температуру прерывателя трудно измерить. Поэтому прерывающий диск сделан из алюминиевой фольги, так что Ec может быть очень малой величиной, а для вращения диска взят небольшой электродвигатель мощностью около 0,1 em. Двигатель имеет хороший тепловой контакт с держателем образца, так что очень незначительная часть тепла, испускаемого двигателем, достигает дискового прерывателя, и величина Mc — Wr остается малой. Проверка системы в отсутствие образца (Es = 0) показывает, что в этом случае сигнал пренебрежимо мал, т. е. величиной Ec (Wc — Wr) действительно можно пренебречь.

Таким образом, мы имеем

S8=KEa(Wa-Wll)t

(10) 6* 84

t Л. Стирволт. Р. Поттгр

и для стандартного твердого тела

Sb~K(WB-WR). (11)

Комбинируя (10) и (И), получаем

Es=4г- (12)

Заметим, что температура образца может быть либо выше, либо ниже температуры эталона, но их разность должна быть достаточно большой, чтобы получить измеримый сигнал.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 165 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed