電子信息物理學(xué)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-15 04:34本頁(yè)面
【正文】 ?電子向下能級(jí)躍遷，恢復(fù)到熱平衡狀態(tài)固體發(fā)光電子束或陰極射線轟擊發(fā)光物體（如熒光屏）引起發(fā)光3. 放射線發(fā)光快速粒子或高能射線（如 X,α,β,γ 及中子射線）轟擊發(fā)光物體發(fā)光4. 生化發(fā)光人體熱、化學(xué)反應(yīng)、生物（螢火蟲、某些魚）發(fā)光5. 電致發(fā)光?場(chǎng)致發(fā)光：薄膜發(fā)光材料、發(fā)光粉末（如熒光粉 ）導(dǎo)致的發(fā)光?pn結(jié)或肖特基勢(shì)壘發(fā)光：注入載流子，導(dǎo)致的發(fā)光?白熾燈：電流是鎢絲發(fā)熱，導(dǎo)致的發(fā)光?節(jié)能燈（日光燈）： 電場(chǎng)使汞蒸汽放電，產(chǎn)生紫外線轟擊熒光粉，導(dǎo)致的發(fā)光?液晶顯示（非發(fā)光）：局部電場(chǎng)作用液晶局部分子取向變化光學(xué)性能變化 形成圖像光 照射液晶散射、反射、偏振變化 基本躍遷類型pn結(jié)正向偏置激發(fā)電子注入電子－空穴對(duì)復(fù)合?光輻射：發(fā)射光子，輻射復(fù)合?能量傳遞：激發(fā)，非輻射復(fù)合主要的復(fù)合形式?帶間復(fù)合過(guò)程?雜質(zhì)或缺陷復(fù)合過(guò)程?俄歇（ Auger） 復(fù)合過(guò)程1. 帶間復(fù)合過(guò)程導(dǎo)帶底附近的導(dǎo)帶電子、價(jià)帶頂附近的價(jià)帶空穴復(fù)合光子輻射發(fā)射光譜有一定的譜寬帶間復(fù)合：?直接帶隙材料產(chǎn)生直接躍遷?間接帶隙材料產(chǎn)生間接躍遷2. 雜質(zhì)、缺陷復(fù)合過(guò)程雜質(zhì)缺陷產(chǎn)生的復(fù)合?導(dǎo)帶與受主之間的復(fù)合?施主與價(jià)帶之間的復(fù)合?施主與受主之間的復(fù)合?深陷阱產(chǎn)生的非輻射復(fù)合半導(dǎo)體中具有雜質(zhì)或缺陷時(shí)的復(fù)合過(guò)程（ Auger） 復(fù)合過(guò)程（非輻射 ）電子與空穴復(fù)合能量轉(zhuǎn)移給同一能帶的高能態(tài)自由載流子（導(dǎo)帶電子或價(jià)帶空穴）高能態(tài)的自由載流子躍遷到導(dǎo)帶底或者價(jià)帶頂激發(fā)多個(gè)聲子使晶體發(fā)熱GaAs的發(fā)射光譜溫度上升?禁帶寬度下降?參與躍遷載流子的數(shù)量、能量增加?峰值光子能量下降?譜寬增加 發(fā)光效率量子效率 ηq≈輻射效率＝輻射復(fù)合速率 Rr/總復(fù)合速率 R復(fù)合速率與壽命 τ 成反比非 輻射壽命 τ nr很大的材料，有高的發(fā)光效率帶間 電子與空穴的復(fù)合速率，與電子濃度 n和空穴濃度 p正比直接帶隙材料的 B值比間接 帶隙材料高 106量級(jí)間接帶隙材料很難發(fā)射帶間輻射復(fù)合 材料直接帶隙半導(dǎo)體器件材料主要有：GaAs、 AlxGa1－ xAs、GaAs1－ xPx等?AlxGa1－ xAs216。0x： AlxGa1－ xAs合金材料為直接帶隙材料216。X： AlxGa1－ xAs合金材料為間接帶隙材料AlxGa1－ xAs的 Elg與組分 x的關(guān)系：?GaAs1－ xPx216。0x： GaAs1－ xPx合材料為直接帶隙材料216。X： GaAs1－ xPx合金材料為間接帶隙材料 發(fā)光二極管（ LED）正向偏置的 pn結(jié)（電子或空穴）正向注入（電子或空穴）復(fù)合自發(fā)輻射發(fā)光發(fā)光二極管（ LED）?紫外光?可見(jiàn)光：電光源（顯示、照明）?紅外光：通信（ m、 m、 m） 發(fā)光效率與量子效率二極管正向偏置電流密度有：少子電子擴(kuò)散電流密度：少子空穴擴(kuò)散電流密度：空間電荷復(fù)合電流密度：GaAs發(fā)光主要由少子電子復(fù)合產(chǎn)生GaAs二極管的 和 都相對(duì)很小輻射效率：內(nèi) 量子效率：?jiǎn)挝粫r(shí)間產(chǎn)生的光子數(shù) /單位時(shí)間注入的電子－空穴對(duì)的對(duì)數(shù)外量子效率：?jiǎn)挝粫r(shí)間從晶體發(fā)出的光子數(shù) /單位時(shí)間注入的電子－空穴對(duì)的對(duì)數(shù)單位時(shí)間從晶體發(fā)出的光子數(shù)單 單位時(shí)間產(chǎn)生的光子數(shù)?體內(nèi)光吸收?菲涅耳（反射）損耗?臨界角（全反射）損耗 LED材料幾種材料 LED在 室溫下的光譜響應(yīng) LED的應(yīng)用?固體顯示?光源：光纖通信、光纖傳感?交通燈：紅、黃、綠色?照明：紅、黃、藍(lán)形成白光，節(jié)能、大大提高壽命?光電耦合器：用在很多控制電路中光耦合電隔離器示意圖
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