led發(fā)光機理ppt課件-資料下載頁
2025-01-17 14:56本頁面
【正文】 在有長波限 ?稱為 本征吸收邊 ,在本征吸收邊附近的光躍遷有兩種類型： （ a):第一種類型對應(yīng)于 導(dǎo)帶底和價帶頂在 k 空間相同點 的情況，如圖 (a)所示。電子吸收光子自價帶 k 狀態(tài)躍遷到導(dǎo)帶 k’狀態(tài)時除了滿足能量守恒以外，還必須符合 準動量守恒的 選擇定則 ，即 具有這種帶隙結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為直接帶隙半導(dǎo)體 在討論本征吸收時， 光子的動量可以略去 ，因為本征吸收光子的波矢為 10４ cm1，而在能帶論中布里淵區(qū)的尺度為 2 π /晶格常數(shù)，數(shù)量級是 10８ cm1，因此本征光吸收中，因此光吸收的躍遷選擇定則可以近似寫成 這就是說，在躍遷過程中，波矢可以看做是不變的，在能帶的 E(k)圖上，初態(tài)和末態(tài)幾乎在同一條豎直線上，這樣的躍遷常稱為豎直躍遷。 (b)： 第二種類型對應(yīng)于導(dǎo)帶底和價帶頂在 k 空間不同點的情況，如圖 (b)所示：這時在本征吸收邊附近的光吸收過程是所謂非豎直躍遷，在這種情況下，單純吸收光子不能使電子由價帶頂躍遷到導(dǎo)帶底， 必須在吸收光子的同時伴隨有吸收或發(fā)射一個聲子 。能量守恒關(guān)系為： 電子能量差 ＝ 光子能量 177。 聲子能量 具有這種帶隙結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體稱為間接帶隙半導(dǎo)體 但是聲子能量是較小的，數(shù)量級為百分之幾電子伏以下，因此近似的有 電子能量差 ＝ 光子能量 而準動量守恒的躍遷選擇定則為 其中 ?q 為聲子的準動量，它與能帶中電子的準動量相仿，略去光子動量，有 結(jié)論： （１）在非豎直躍遷中， 光子主要提供躍遷所需要的能量，而聲子則主要提供躍遷所需要的準動量 （２）與豎直躍遷相比，非豎直躍遷是一個二級過程，發(fā)生的幾率要小得多 （２）由于與光吸收情況相同的原因，在直接帶隙半導(dǎo)體中這種發(fā)光的幾率遠大于間接帶隙半導(dǎo)體． c．電子－空穴復(fù)合發(fā)光： 考慮一個與半導(dǎo)體的光吸收相反的過程，導(dǎo)帶中的電子可以躍遷到價帶空能級而發(fā)射光子，這稱為 電子－空穴復(fù)合發(fā)光 。 復(fù)合發(fā)光的特點： （１）一般情況下電子集中在導(dǎo)帶底，空穴集中在價帶頂，發(fā)射光子的能量基本上等于帶隙寬度 ． 制作復(fù)合發(fā)光的發(fā)光器件（一般要用直接帶隙半導(dǎo)體。 發(fā)光的顏色取決于半導(dǎo)體的帶隙寬度 ）． 應(yīng)用：
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