Файл: Конспект.pdf

Звідси можна знайти коефіцієнт n n = (+

Існує зв’язок між показниками заломлення та поглинання та реальною і уявною частинами діелектричної сталої матеріалу

= 1+ 2=(n+ik)21 = n2- k2, 2 = 2nk

ФОРМУЛА ДРУДЕ-ФОЙГТА

•При отриманні зв'язку коефіцієнта заломлення з довжиною хвилі у визначеній області значень користуються основами теорії гармонічних коливань, а також

емпіричною формулою Друде-Фойгта.

•У відповідністю з теорією гармонічних коливань коефіцієнт заломлення n можна

представити у вигляді

n2 = 1 + ln,

де = , Ed, E0 - сталі речовини.

Коефіцієнт заломлення n згідно з емпіричною формулою Друде-Фойгта, може бути записаний у вигляді

n2 = 1 + ,

де N – число іонів в одиниці об'єму;

e і m – заряд і маса електрона відповідно.

СПЕКТРИ ПРОПУСКАННЯ ТА ВІДБИТТЯ

Спектри пропускання (а) та відбиття (б) плівок CdТe, отриманих при Te = 893 K та різних температурах підкладки Ts, K: 293 (1); 373 (2); 473 (3); 573 (4); 673 (5); 773 (6).

ПРЯМОЗОННІ ТА НЕПРЯМОЗОННІ МАТЕРІАЛИ

Відомі в наш час напівпровідники у відповідності з конфігурацією зон поділяють на два основні види. У першому з них мінімум енергії в зоні провідності, який характеризується хвильовим вектором kмін і максимумом енергії у валентній зоні kмакс розташовані у одній тій самій точці зони Брилюєна (звичайно у точці k = 0). Такі напівпровідники називаються прямозонними (GaAs, InSb, CdTe). У іншого виду напівпровідників екстремуми зони провідності і валентної знаходяться при різних значеннях k. Такі напівпровідники називаються непрямозонними (Ge, Si). Оскільки екстремуми зон

напрямку, що і викликало його випромінювання, в одній і тій же фазі і з однаковою поляризацією. Індуковане випромінювання є когерентним.

•На практиці найбільшого поширення набула електролюмінесценція. На основі цього явища працюють випромінювачі, тобто прилади, що перетворюють електричну енергію збудження в енергію оптичного випромінювання заданого спектрального складу і просторового розподілу. Когерентні - інжекційні лазери і некогерентні -

світловипромінюючі діоди.

•Специфічні вимоги до світловипромінюючих діодів: робота у видимому діапазоні

400 ... 700 нм, висока яскравість, визначають вимоги до напівпровідникових матеріалів для їх виготовлення. Міжзонна рекомбінація найбільш імовірна в прямозонних напівпровідниках, типовими представниками яких є GaAs, InAs, InSb, GaSb, більшість сполук А2В6 (ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdTe, CdSe), а також ряд інших бінарних сполук - PbS, PbSe, PbTe.

• Спектральний склад оптичного випромінювання визначається шириною

забороненої зони в прямозонних напівпровідниках і енергетичним рівнем пасток в непрямозонних.

збільшення густини струму, що відбувається електричний пробій напівпровідника.

ФОТОРЕЗИСТИВНИЙ ЕФЕКТ

•Фоторезистивний ефект - це зміна електричного опору напівпровідника,

обумовлене виключно дією оптичного випромінювання і не пов'язане з його нагріванням.

•Для виникнення фоторезистивного ефекту необхідно, щоб у напівпровіднику відбувалося або власне поглинання оптичного випромінювання з утворенням нових пар носіїв заряду, або домішкове поглинання з утворенням носіїв одного знака. В

результаті збільшення концентрації носіїв заряду зменшується опір напівпровідника.

•Надлишкову концентрацію носіїв заряду, наприклад, електронів можна визначити

наступним чином

n = (1-R) αη NФτ,

де R - коефіцієнт відбиття фотонів від напівпровідника, α - показник поглинання, η - квантова ефективність генерації,

NФ - кількість фотонів, що падають на одиничну поверхню в одиницю часу, τ - час життя нерівноважних носіїв заряду.

Розподіл випромінювачів і фотоприймачів в оптичному діапазоні спектру

ОПТОЕЛЕКТРОНІКА

•Електронні пристрої та системи, в яких використовують разом із традиційними електричними ефектами неелектричні, лежать в основі нового напряму в електроніці –

оптоелектроніки.

•Оптоелектроніка – це галузь електроніки, в якій вивчаються як оптичні, так і електронні явища в кристалах, а також розглядаються питання перетворення оптичних сигналів у електричні та навпаки.

•У широкому сенсі оптоелектронний пристрій це прилад, що випромінює або перетворює електромагнітне випромінювання у видимій, інфрачервоної (ІК) або ультрафіолетової (УФ) областях спектру, або використовує подібне випромінювання для внутрішньої взаємодії його елементів.

•Оптоелектронні напівпровідникові прилади (ОПП) ділять на випромінювачі, приймачі випромінювання, оптопари і оптоелектронні ІМС (табл. 1).

Перераховані вище групи приладів здійснюють генерацію, перетворення, передачу і збереження інформації. Носіями

інформації в оптоелектроніці є нейтральні в електричному розумінні частинки - фотони,

які не чуттєві до впливу електричних і електромагнітних полів, не взаємодіють між собою і створюють односпрямовану передачу сигналу, що забезпечує високу перешкодозахищеність і гальванічну розв'язку вхідних і вихідних електричних кіл.

НАПІВПРОВІДНИКИ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ДЖЕРЕЛ СВІТЛА

СВІТЛОДІОДИ

•Напівпровідниковий випромінювальний діод (світлодіод) – це напівпровідниковий прилад з одним або кількома електричними переходами, призначений для безпосереднього перетворення електричної енергії в енергію некогерентного світлового випромінювання.

•Відповідно до ГОСТ 10862-72 першим елементом позначення світлодіодів є

буква або цифра, що означає матеріал виготовлення (А(1) - арсенід галію), другим елементом є буква “Л”.

Значення третього елемента позначення світлодіодів такі: 1 – діод інфрачервоного діапазону; 2 – оптичного діапазону;

3– діод з яскравістю свічення менше 500 Кд/м2;

4– з яскравістю, більшою 500 Кд/м2.

Четвертий, п’ятий і шостий елементи позначення такі самі, як у звичайних діодів.