рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Приборостроение
- /
- Люминесценция полупроводников
Реферат Курсовая Конспект
Люминесценция полупроводников
Люминесценция полупроводников - раздел Приборостроение, Основные разделы дисциплины Часть 1. Оптико-электронные приборы, их классификация Люминесценцией Называют Электромагнитное Нетепловое Из...
Люминесценцией называют электромагнитное нетепловое излучение, обладающее длительностью, значительно превышающей период световых колебаний.
Для возникновения люминесценции в полупроводнике атомы полупроводника должны быть выведены из состояния термодинамического равновесия, т. е. возбуждены. Они могут быть переведены в возбужденное состояние электрическим полем (электролюминесценция), бомбардировкой полупроводника электронами (катодолюминесценция), освещением (фотолюминесценция) и с помощью других энергетических воздействий.
При люминесценции акты поглощения энергии полупроводником и излучения квантов света разделены во времени (а может быть, и в пространстве) промежуточными процессами, что приводит к относительно длительному существованию свечения полупроводника после прекращения возбуждения.
Излучение квантов света из полупроводника может происходить в результате перехода электрона на более низкий энергетический уровень при межзонной рекомбинации или при рекомбинации с участием рекомбинационных ловушек (рис. 15):
1- 
прямой излучательный переход (ИП) зона-зона;
2- ИП соответствующий рекомбинации электрона в ЗП и дырки в ВЗ через промежуточный акцепторный уровень (рекомбинационные ловушки);
3- ИП через донорный и акцепторный уровни, образованные близко расположенными примесями 2-х типов (рекомбинационные ловушки);
В 1-3 участвуют ЗП и ВЗ, т.о. люминесценция называется рекомбинационной.
4- ИП с возбужденного на основной уровень в пределах примесного центра. Люминесценция называется внутрицентровая;
5- ИП, связанный с рекомбинацией через экситонные состояния[1].
6- внутризонный переход, сопровождающийся слабым свечением;
7- безизлучательные переходы через уровни центров тушения.
Кроме примесей, создающих люминесценцию, существуют уровни примеси, образующие центры тушения. То есть рекомбинация через эти центры не сопровождается излучением;
8 и 9 – переходы при которых энергия возбуждения превращается в тепловую.
Соотношение между числом излучательных и безизлучательных переходов определяется значением внутреннего квантового выхода люминисценции 
, который является важной характеристикой преобразователя подведенной энергии в излучение. Не все порожденные фотоны могут выйти из устройства в окружающую среду, поэтому источник излучения часто характеризуют внешним квантовым выходом 
,
где Ко – коэффициент, учитывающий потери, связанные с отражением и поглощением света.
Внешний энергетический выход люминесценции (КПД) 
,
где hv – энергия фотона; qu – энергия электрона, прошедшего разность потенциалов и.
В общем случае при изменении энергетического выхода надо учитывать ширину полосы люминесценции в спектре:
,
где W – потребляемая мощность; Ф – поток излучения;
– спектральная плотность потока излучения.
В зависимости от типа энергии используемой при получении излучения различают два типа люминесценции: предпробойная и инжекционная.
Если оно происходит в результате возбуждения носителями с высокой кинетической энергией, - это предпробойная электролюминесценция. А излучение, вызванное инжектированными носителями из-за контактной разности потенциалов твердых тел, называют инжекционной электролюминесценцией. Говоря об электролюминесценции без указания ее типа, подразумевают предпробойную электролюминесценцию.
Один из механизмов предпробойной электролюминесценции поясняется рис. 7.2, а на примере соединения ZnS : Си. Если к слою ZnS : Си, находящемуся между прозрачным и металлическим электродами, приложить переменное электрическое поле, он начнет светиться. Электроны, вылетевшие из проводника под действием поля, ускоряются локальным полем в контакте сульфида цинка с прозрачным электродом и, сталкиваясь с центрами люминесценции, имеющими вакансии (не локализованными центрами люминесценции), возбуждают их. Электроны, перешедшие в зону проводимости, рекомбинируют с центрами люминесценции Си+, давая излучение. При другом механизме электроны локализованных центров люминесценции возбуждаются, переходя с основного уровня на возбужденные, и излучают при возвращении на основной уровень.
Типичный пример инжекционной электролюминесценции – свечение в р – п -переходе. Механизм поясняется на рис. 16 б. Если р – п -переход находится под напряжением, приложенным в прямом направлении, то дырки из р-области и электроны из п-области движутся навстречу друг другу и рекомбинируют с излучением, попадая в область перехода.
Другие примеры инжекционной электролюминесценции: свечение в контакте полупроводник – металл, в который инжектированы носители с энергией, превышающей барьер Шотки, и излучение при туннельном прохождении электронов сквозь тонкую пленку диэлектрика.
Предпробойная электролюминесценция наблюдается, как правило, в полупроводниках с широкой запрещенной зоной.
На основе предпробойной электролюминесценции сначала были созданы приборы для освещения улиц, теперь на этом принципе работают дисплеи.
В связи с тем, что данные методы генерирования излучения отличаются низким КПД, для генерации света с целью передачи информации в настоящее время используются более сложные полупроводниковые структуры, основанные на гомо- и гетеропереходах.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Основные разделы дисциплины Часть 1. Оптико-электронные приборы, их классификация
Часть Оптико электронные приборы их классификация... Классификация оптико электронных приборов ОЭП Сведения из оптики...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Люминесценция полупроводников
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.021 сек.
Новости и инфо для студентов