光電子器件的基本特性(參考版)
2025-05-15 01:31本頁面
【正文】 。 以上五種吸收中，只有 本征吸收 和 雜質(zhì)吸收能夠直接產(chǎn)生非平衡載流子， 引起光電效應 。自由載流子吸收不會改變半導體的導電特性。 ?自由載流子吸收 對于一般半導體材料，當入射光子的頻率不夠高時，不足以引起電子產(chǎn)生能帶間的躍遷或形成激子時，仍然存在著吸收，而且其強度隨波長增大而增強。吸收光子能量產(chǎn)生激子的現(xiàn)象稱為 激子吸收 。 ? 激子吸收 當入射到本征半導體上的光子能量 hv小于 Eg，或入射到雜質(zhì)半導體上的光子能量 hv小于雜質(zhì)電離能（ Δ ED或 Δ EA）時，電子不產(chǎn)生能帶間的躍遷成為自由載流子，仍受原來束縛電荷的約束而處于受激狀態(tài)。 顯然，雜質(zhì)吸收的長波限 DLE???ALE???由于 EgΔED或 ΔEA ，因此，雜質(zhì)吸收的長波長總要長于本征吸收的長波長。 相當于受主能級上的空穴吸收光子能量躍入價帶 。 若 hv大于等于施主電離能 ΔED， 雜質(zhì)原子的外層電子將從雜質(zhì)能級 （ 施主能級 ） 躍入導帶 ，成為自由電子 。 2)半導體對光的吸收 ? 顯然，發(fā)生本征吸收的條件是光子能量必須大于半導體的禁帶寬度 Eg，才能使價帶 EV上的電子吸收足夠的能量躍入到導帶底能級 EC之上，即 由此，可以得到發(fā)生本征吸收的光波 長波限 （ 32） gEhv ?ggLEEhc ??? （ 33） 只有波長短于的入射輻射才能使器件產(chǎn)生本征吸收，改變本征半導體的導電特性 。 同時，在價帶中留下一個 自由空穴，產(chǎn)生電子 空穴 對。 本征吸收 :(半導體光電器件最主要的光吸收 ) 在不考慮熱激發(fā)和雜質(zhì)的作用時，半導體中的電子基本上處于價帶中，導帶中的電子很少。為此一般引入 NEP的倒數(shù) —— 探測率 D來表示探測器的探測能力 1 1/m inD NE PP??? 由于探測率與探測器面積以及測量系統(tǒng)的帶寬有關(guān)，對于比較不同類型、不同工作狀態(tài)探測器的探測性能存在不便，為此，更常用的是采用比探測率 D* ? 即用單位測量系統(tǒng)帶寬和單位探測器面積的噪聲電流來衡量探測器的探測能力。可以用光譜響應曲線所圍面積形象的表示為： 光源固定，面積 A1不變，吻合程度越大，面積 A2越大。 suuRP?siiRP?響應率反映了器件的靈敏程度，又稱為靈敏度或積分靈敏度。 2).響應率 (積分響應率 )指的是光電器件對連續(xù)輻射通量的反應。 維恩位移定律 1).光譜響應率 suduRdP?? ?光譜靈敏度符號為 Rλ指的是光電器件 對單色輻射通
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