半導(dǎo)體物理器ppt課件-在線瀏覽
2025-06-23 12:46本頁面
【正文】 體中輻射復(fù)合過程和非輻射復(fù)合過程是了解光電器件的工作機(jī)制和進(jìn)行器件 設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。發(fā)射的光子的能量接近等于半導(dǎo)體材料的禁帶寬度。 光子KKK ??? ?? 12電子在躍遷過 程中必須遵守能量守恒和準(zhǔn)動(dòng)量守恒 準(zhǔn)動(dòng)量守恒要求 2K?1K?光子K? =躍遷前電子的波矢量 =躍遷后電子的波矢量 =躍遷過程中輻射的光子的波矢量 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 (82)式說明這種躍遷發(fā)生在 空間的同一地點(diǎn)，因此也被稱為豎直躍遷。 ph?一般比電子能量小得多，可以略去。準(zhǔn)動(dòng)量守恒要求在躍進(jìn)過程中必須伴隨聲子的吸收或放出。 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 電子和空穴通過深能級復(fù)合時(shí)，輻射的光子能量遠(yuǎn)小于禁帶寬度，發(fā)射光的波長遠(yuǎn)離吸收邊。 GaP 深能級雜質(zhì)除了對輻射復(fù)合有影響外，往往是造成非輻射復(fù)合的根源，特別是在直接帶隙材料中更是如此。 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 nexcg EEh ??? （ 87） pne x cg NEEEh ????（ 88） 式中 表示吸收或放出能量為 的 個(gè)聲子。但由于庫侖作用，它仍然和價(jià)帶中留下的空穴聯(lián)系在一起，形成束縛狀態(tài)。如果激子復(fù)合以輻射方式釋放能量，就可以形成發(fā)光過程。 對于間接帶隙半導(dǎo)體材料，自由激子復(fù)合發(fā)射光子的能量為 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 輻射復(fù)合 等電子陷阱復(fù)合 等電子雜質(zhì) ：周期表內(nèi)與半導(dǎo)體基質(zhì)原子同族的原子 。 由于等電子雜質(zhì)與被替位的原子之間的電負(fù)性和原子半徑等方面是不同的 ， 因而引起晶格勢場畸變 ， 可以束縛電子或空穴形成帶電中心 ， 就象在等電子雜質(zhì)的位置形成陷阱 ， 將電子或空穴陷著 ， 故稱為等電子陷阱 。 如果等電子雜質(zhì)的電負(fù)性比晶格原子的電負(fù)性小 ， 則形成空穴的束縛態(tài) ，稱為等電子的空穴陷阱 ， 產(chǎn)生這種束縛態(tài)的雜質(zhì)稱為等電子施主 (如鉍原子取代 Gap中磷原子 ) 。 當(dāng)激子復(fù)合時(shí) ，就能以發(fā)射光子的形式釋放能量 。 發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器 (Auger)過程 圖 87俄歇過程 （ a ） （ b ） （ c ） N 型 晶體中電子和空穴復(fù)合時(shí)，多余的能量傳輸給第三個(gè)載流子，使之在導(dǎo)帶和價(jià)帶內(nèi)部激發(fā)。因而能夠產(chǎn)生高濃度的深的和淺的能級，它們可以充當(dāng)復(fù)合中心。 ? ? 1 4 2 14 1 0N s E c m e V???
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