半導(dǎo)體激光器ppt課件-文庫(kù)吧資料
2025-05-12 12:46本頁(yè)面
【正文】 價(jià) 帶 中 能 量 為 的 能 級(jí) 密 度 。( ) ( )( ) [ 1 ( ) ]()()()()1 ( )( ) ( ) (e c ch v vccvvvrc v c c vN N E f EN N E h f E hN E Ef E EN E h E hf E h E hf E h E hdNB N E f E N E hdt??????????? ? ? ?????? ? ?? ? ?導(dǎo) 帶 上 電 子 數(shù) 為 ：價(jià) 帶 上 空 穴 數(shù) 為 ：式 中 ： ： 導(dǎo) 帶 中 能 量 為 的 能 級(jí) 密 度 。為 單 位 時(shí) 間 內(nèi) 單 位 體 積 中 因 受 激 吸 收 而 減 少 的 光 子 數(shù) 。 在 激 光 輸 出 時(shí) ，產(chǎn) 生 受 激 輻 射 的 速 率 必 須 大 于 產(chǎn) 生 受 激 吸 收 速 率 。 輸 出 光 子 的能 量 近 似 等 于 禁 帶 寬 度 。 有 源 區(qū) 內(nèi) 導(dǎo) 帶 上 的 電 子 向 下 躍 遷 到價(jià) 帶 上 ， 產(chǎn) 生 電 子 － 空 穴 復(fù) 合 ， 多 余 的 能 量 即 以 光 子的 形 式 輻 射 出 來(lái) 。p nghE? ?在 結(jié) 附 近 ， 導(dǎo) 帶 中 有 電 子 ， 價(jià) 帶 中 有 空 穴 。區(qū) 和 區(qū) 的 費(fèi) 米 能 級(jí) 發(fā) 生 偏 離 ， 區(qū) 能 級(jí) 向 下 移 動(dòng) 。pnV L Lpnnpp n pD施 加 正 向 電 壓 ， 圖 中 長(zhǎng) 虛 線 為 費(fèi) 米 能 級(jí) ， 和 分別 為 空 穴 和 電 子 的 擴(kuò) 散 長(zhǎng) 度 。 ？ ？ ？在 區(qū) ， 電 子 的 填 充 水 平 很 低 ， 有 大 量 空 穴 存 在 。DG a A s p neVpn重 摻 雜 的 區(qū) 和 區(qū) 的 費(fèi) 米 能 級(jí) ， 分 別 進(jìn) 入價(jià) 帶 和 導(dǎo) 帶 。方 法 ： 利 用 晶 體 的 自 然 結(jié) 晶 面 [110] ，端 面 反 射 率 ： 32 ％ ， 一 般 將 其 中 的 一 個(gè) 面 鍍 全 反 射 膜 。同 質(zhì) 結(jié) ： 結(jié) 由 同 一 種 材 料 的 型 和 型 構(gòu) 成 。外 加 電 壓 越 大 ， 擴(kuò) 散 長(zhǎng) 度 越 大 。少 數(shù) 載 流 子 擴(kuò) 散 的 平 均 距 離 稱(chēng) 為 擴(kuò) 散 長(zhǎng) 度 。光 子 的 能 量 為 （ 禁 帶 寬 度 ） 。 同 理 ， 由區(qū) 擴(kuò) 散 來(lái) 的 空 穴 與 區(qū) 的 電 子 不 斷 復(fù) 合 ， 所 以 ，區(qū) 的 也 是 傾 斜 的 。記 為 和 。 注 入 區(qū) 的 空 穴 和注 入 區(qū) 的 電 子 稱(chēng) 為 非 平衡 少 數(shù) 載 流 子 。 費(fèi) 米 能 量 差 變 為（ ） 。從 左 到 右 ， 電 子 填 充 水 平 不 斷 增 加 ；從 右 到 左 ， 空 穴 填 充 水 平 不 斷 增 加 。 在 界 面 上 出 現(xiàn) 了 接 觸 電位 差 ， 電 子 在 由 區(qū) 擴(kuò) 散 到 區(qū) 的 過(guò) 程 中 ， 能 量 增加 了 ， 等 于 結(jié) 兩 端 費(fèi) 米 能 級(jí) 能 量 差 。DDDnpV n pe V p ne V ( ) ( )F N F PEE??在 空 間 電 荷 區(qū) 內(nèi) ， 形 成 內(nèi) 建 電 場(chǎng) ， 電 場(chǎng) 方 向 由 區(qū)指 向 區(qū) 。半 導(dǎo) 體 激 光 器 就 是 由 結(jié)發(fā) 出 的 光 。若 電 子 占 有 幾 率 為 ， 則 空 穴 占 有 的 幾 率 為 ：（ 3 ） 一 個(gè) 熱 平 衡 系 統(tǒng) 只 有 一 個(gè) 費(fèi) 米 能 級(jí) 。()111 ( ) 111FFee E E E Ek T k TfEfEee??? ? ? ???費(fèi) 米 能 級(jí) 性 質(zhì) ：（ 1 ） 費(fèi) 米 能 級(jí) 為 假 想 能 級(jí) ， 實(shí) 際 上 不 存 在 ，只 是 為 了 反 映 電 子 的 填 充 水 平 。、 重 摻 雜 型 半 導(dǎo) 體靠 近 導(dǎo) 帶 底 ， 甚 至 進(jìn) 入 導(dǎo) 帶 內(nèi) 部型 半 導(dǎo) 體 電 子 為 多 數(shù) 載 流 子 。型 半 導(dǎo) 體 空 穴 為 多 數(shù) 載 流 子 。型 半 導(dǎo) 體 中 的 電 子多 數(shù) 載 流 子型 半 導(dǎo) 體 中 的 空 穴載 流 子型 半 導(dǎo) 體 中 的 空 穴少 數(shù) 載 流 子型 半 導(dǎo) 體 中 的 電 子234E1()1 8 10 / Fe EEkTFfEek k J KTE??????、 電 子 和 空 穴 的 統(tǒng) 計(jì) 分 布半 導(dǎo) 體 中 的 電 子 滿 足 費(fèi) 米 狄 拉 克 分 布 率 ， 即 ：在 熱 平 衡 條 件 下 ， 一 個(gè) 電 子 占 據(jù) 能 量 為 的 能 級(jí)的 幾 率 為 ：— — 玻 耳 茲 曼 常 數(shù) ， （ ）— — 絕 對(duì) 溫 度— — 費(fèi) 米 能 級(jí) ， 表 示 電 子 填 充 該 能 級(jí) 幾 率 為 50 ％ 的 能 級(jí) 。NPNP? ????????????摻 雜 濃 度 低 ， 雜 質(zhì) 能 級(jí) 分 立 ；摻 雜 濃 度 高 ， 形 成 雜 質(zhì) 能 帶 。
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