電子科學(xué)與技術(shù)優(yōu)秀畢業(yè)論文(參考版)
2024-11-14 09:51本頁面
【正文】 在本文即將結(jié)束之際 ， 我要由衷的感謝在我畢業(yè)設(shè)計(jì)以及在四年大學(xué)的學(xué)習(xí)生活中幫助過我的師長和同學(xué) ， 我想說的是 ， 您們對我的關(guān)心 、 支持 和 幫助不僅是我大學(xué)期間最寶貴的財(cái)富 ， 也是我即將開始的研究生學(xué)習(xí)生活最好的指南 。 Jian. Evolution of electron phase orbits of multiphoton nonlinear Compton scattering in high power laserplasma. Semiconductor Photonics and Technology（半導(dǎo)體光子學(xué)與技術(shù)）（英文版）， 2020， 11（ 2）： 107110 14 7 致 謝 敲完這篇論文的最后一個(gè)字符的時(shí)候 ， 我終于意識到大學(xué)四年最后的 一份作業(yè)結(jié)束了 ， 而此時(shí)此刻的我也萬分激動 ， 因?yàn)槲易孕胚@是我用心交出的答卷 。半導(dǎo)體的遷移率取決于載流子的 散射機(jī)理， Compton 散射使 半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)。在摻雜半導(dǎo)體中， ? 的表達(dá)式中的第一項(xiàng)是主要的，但在多光子非線性 Compton 散射下，后兩項(xiàng)也是不可忽略的， Compton 散射使半導(dǎo) 12 體的導(dǎo)電能力顯著增強(qiáng)。由此可見，在耦合光作用下，半導(dǎo)體的 J 和 ? 不僅取決于載流子濃度和過剩載流子濃度，而且還與散射光的作用有關(guān)。 由此可見，散射使 J 增大。在耦合電場作 用下，電子的平均漂移速度應(yīng)大于散射前的平均漂移速度 dv ，即有 cd d d dv v v v?? ? ? ，其中00()c d c d c dv E E E E? ? ? ? ??? ? ? ?，其中 00dv E E? ? ? ???。 若取一段長度為 L、橫截面為 S、 電阻率為 ? 的均勻?qū)w，兩端的電壓為 U ，則導(dǎo)體 在耦合光作用下 的電流密度為 ccJ J J E E E? ? ? ? ?? ? ? ? ? （ 12） 其中 E? 為散射光引起的電場場強(qiáng)的增量；電流密度的增量為 JE? ??? ， ? 為導(dǎo)體的電導(dǎo)率。式（ 11）右端的第三項(xiàng)為散射引起的附加項(xiàng)。于是，耦合光的頻率為 0 0 0 10 20 0 0 0 0( / ) ( 1 c o s ) ( 1 c o s )[ 1 ]( / ) ( 1 c o s ) ( 1 c o s )s e e sceeN V VN h V V? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?? ? ???? ? ?? ? ? （ 10） 在耦 合光的作用下，原來導(dǎo)電的非平衡載 流子的濃度將會發(fā)生變化，即對于空 穴和電子分別有： P p p?? ?? ? ， N n n?? ?? ? ，其中 p? 和 n? 為散射前導(dǎo)電的少子空穴和電子的濃度， p? 和 n? 為散射引起的它們的增量。 理論分析 在對光敏電阻 工作原理的一般性分析中認(rèn)為只發(fā)生了光電效應(yīng) 是不全面的，通過前面的分析知，除光電效應(yīng)外應(yīng)還有康普頓效應(yīng) 、 多光子非線性康普頓散射等，由于綜合 考慮比較復(fù)雜，下面 將嘗試在考慮多光子非線性康普頓散射對光敏電阻的工作原理進(jìn)行進(jìn)一步的分析 若 輻照光與半導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生多光子非線性 Compton 散射時(shí)，則散射光與入射光形成的耦合光的頻率為 0cs? ? ???。 隨著光強(qiáng)的增加其導(dǎo)電性能變好，即光敏電阻的電導(dǎo)率增加，流過其內(nèi)的電流 (光電流 )增加，其本身的電阻值減小。 在光敏 電阻的兩極間加上一定電壓 V，光照射在光敏電 阻上時(shí)，其內(nèi)部被束縛的電子吸收光子能量成為 自由電子，并留下空穴。 光敏電阻是一種典型的光電導(dǎo)器件。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部， 故 稱 之 為內(nèi)光電效應(yīng)。包括 光電發(fā)射效應(yīng) 、 光電導(dǎo)效應(yīng) 、 光伏效應(yīng) 。其中應(yīng)用了 0 0 0(1 c o s )pp? ? ? ? ?? ??和1(1 c os )p? ? ? ? ????? 公式。 多光子非線性 Compton 散射模型 在電子與多個(gè)光子同時(shí)作用的過程中，這些光子就 像 一個(gè)能量集團(tuán) (簡稱 n光子集團(tuán) )一樣與電子發(fā)生非彈性 散射 ，并放出一個(gè)高頻光子，這便是電子與光子 集團(tuán) 非 線性 Compton散射 模型。實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步指出，當(dāng)激光強(qiáng)度達(dá)到 16 210 /W cm ，其電場強(qiáng)度為 1010 /Vm時(shí)，非線性 Compton 散射開始顯現(xiàn)。 3 多光子非線性 Compton 散射 自從激光出現(xiàn)之后，多光子 Compton 散射 得以實(shí)現(xiàn)。當(dāng)光子能量 MeV? ? 時(shí)又產(chǎn)生了強(qiáng)烈的吸收。 當(dāng)入射光子能量進(jìn)一步加大時(shí)，光電吸收和康普頓吸收均將很快減小。 當(dāng)散射角 ??? 時(shí)，波長移動有最大值 m ax 2 ?? ? ? ? 197。例如，用 4000 197。因而當(dāng)原子序數(shù)增加時(shí)，波長改變的譜線強(qiáng)度 (康普頓散射 )將下降， 而不變譜線 (湯姆遜散射 )的強(qiáng)度將增長 。 對于重元素 ，內(nèi)層電子的電離能較大， 如鉛， K 層電子的電離能達(dá) 510eV 數(shù)量級，與入射 ? 射線光子的能量相近，不能再把這種電子看作自由電子了。 除了康普頓散射以外，還同時(shí)存在波長不變的散射 (湯姆遜散射 )。 的 ? 射線 )，在散射角/2??? 處，比值 0/ 1/11eEh? ? ，表明反沖電子只獲得入射光子能量的很小一部分。(屬于 ? 射線區(qū)域 )、 /2??? 時(shí)，比值 0/ 1/ 2eEh? ? 。 (硬 ? 射線范圍 )、 散射角 2??? 時(shí)， 比值 0 1 11eEh? ? 。反沖電子的能量為 0eE h h????， 與入射光子的能 量 0h? 之比為 8 0 0 0 0 0 0( ) ( ) ( )Eh ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 02 si n /( 2 si n )22???? ? ? ? （ 8） 由 (8)式 ， 可計(jì)算原始光子的能 量 中有多少能 量 被反沖電子所獲得 。； ? 為散射角。
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