電子科學(xué)與技術(shù)優(yōu)秀畢業(yè)論文-展示頁(yè)
2024-11-22 09:51本頁(yè)面
【正文】 .......................................................13 7 致 謝 ...................................................................................14 4 1 引 言 傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)是信息產(chǎn)業(yè)的三大支柱，它們分別是智能系統(tǒng)的“感官” 、“神經(jīng)”和“大腦”。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)。 本科畢業(yè)論文（理論研究 ） 題目 ： 基于非線性 Compton 散射下光敏電阻性能分析 系 院： 電子科學(xué)與工程系 學(xué)生姓名： 張東 學(xué) 號(hào)： 0406120211 專 業(yè)： 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè) 年 級(jí)： 04級(jí) 完成日期： 5 月 20日 指導(dǎo)教師： 郝東山教授 1 摘 要 本文將從半導(dǎo)體理論出發(fā)，運(yùn)用電子與多光子非線性 Compton 散射模型 ，嘗試在考慮康普頓效應(yīng)的情況下對(duì)光敏電阻的工作原理 作 進(jìn)一步的分析。 分析表明，在強(qiáng)光照射的摻雜半導(dǎo)體，若入射光與半導(dǎo)體中的電子發(fā)生多光 子非線性Compton 散射，則半導(dǎo)體的電流密度和電導(dǎo)率不僅取決于載流子濃度和過(guò)剩載流子濃度，而且還與散射光的作用有關(guān)， Compton 散射使電流密度和電導(dǎo)率增大。 關(guān)鍵詞： 光電效應(yīng)； 康普頓效應(yīng) ；非線性 Compton 散射模型 ； 光敏電阻 2 Abstract This article from the semiconductor theory, using of electronic and multiphoton nonlinear Compton scattering model, try to consider the circumstances of photosensitive resistance of the working principle for further analysis. Analysis shows that the strong light of the doping semiconductors, semiconductor and if the incident occurred in the electronic multiphoton nonlinear Compton scattering, while the current density semiconductor and electrical conductivity depends not only on the carrier concentration and surplus carrier concentration, But also scattered light on the role, Compton scattering to increase current density and electrical conductivity. Semiconductor depends on the rate of migration of the carrier scattering mechanism, Compton scattering to the semiconductor conductive capability has been enhanced. Key words： Photoelectric effect； Compton effect。傳 感器對(duì)于機(jī)械電子工程、控制、測(cè)試、計(jì)量等領(lǐng)域都是必不可少的獲取信息的關(guān)鍵部件。 半導(dǎo)體傳感器種類繁多，它利用近百種物理效應(yīng)和材料的特性，具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺(jué)功能。半導(dǎo)體傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是工業(yè)自動(dòng)化、遙測(cè)、工業(yè)機(jī)器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工 程和生物工程 。 半導(dǎo)體光傳感器種類很多，可以通過(guò)光導(dǎo)效應(yīng)、光電效應(yīng)、光電流等實(shí)現(xiàn)光的檢出，如光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池等。 為 了能夠與信息時(shí)代信息量激增、要求捕獲和處理信息的能力日益增強(qiáng)的 術(shù)發(fā)展趨勢(shì)保持一致，對(duì)于傳感器性能指標(biāo) (包括精確性、可靠性、靈敏性等 )的要求越來(lái)越嚴(yán)格 。 光與 物質(zhì)相互作用時(shí)，有可能產(chǎn)生幾種不同的效應(yīng)，包括發(fā)光現(xiàn)象、光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)、產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì)等。 對(duì)一定材料而言，相對(duì)于 這 種物質(zhì)的原子中 的 K 層電子的電離能，當(dāng)入射光子的 頻率 較低時(shí)，以 產(chǎn)生 光電效應(yīng) ( 光電離 ) 為主 ； 高 頻 的 ? 光子( MeV? ? )可與原子核發(fā)生作用 產(chǎn)生正負(fù)電子對(duì) ； 當(dāng)入射光子具有中等 頻率( 410h eV?? )時(shí)，產(chǎn)生光電散射 ，包括湯 姆 遜散射和康普頓效應(yīng) 。 本文將在 以 入射光子 頻率 的大小討論光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng) 的基礎(chǔ)上，嘗試在考慮 多光子 康普頓效應(yīng)的情況下對(duì)光敏電阻的工作原理 作 進(jìn)一步的分析。 1887 年赫茲在研究電磁波的傳播時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了光電效應(yīng)。 1905 年，愛(ài)因斯坦提出光量子假設(shè)并在此基礎(chǔ)上成功的解釋了光電效應(yīng)，給出 著名的光電效應(yīng)方程。 光電效應(yīng)與康普頓效應(yīng)都是光子與電子相互作用的結(jié)果 ， 前者表現(xiàn)為電子完全吸收光子的能 量 而逸出物質(zhì)表面，后者則是電子部分地吸收光子的能 量 而散射出 頻率 較小的 光子 即波長(zhǎng)較長(zhǎng)的 光子 。 按照 量子論的觀點(diǎn)， 光照射物質(zhì)時(shí)，光子將會(huì)與原子實(shí)、 緊 束縛電子、 弱 束縛電子 即 自由電子發(fā)生相互作用 。 由于原子的質(zhì) 量 很大 ， 所以碰撞后光子的能 量 不變 ， 因而 在散射光中存在與入射光頻率相同的那部分光子 ； 而光子與 弱束縛 電子 即 自由電子的碰 撞 則正是光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)產(chǎn)生的 微 觀機(jī)制。 設(shè)入射光子的能 量為 0h? ， 電子的靜止質(zhì) 量為 0m ，則光子與電子的碰撞 時(shí) ，按照能 量 守恒定律，應(yīng)有如下關(guān)系 : 220 0 1h m c A
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