Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Внутрицентровое поглощение света на примесных уровнях в ИК-диапазоне

Содержание

СодержаниеПоглощение, связанное с примесными атомами. Виды примесей: мелкие, глубокие, эрбий. Донорные и акцепторные примеси. Внутрицентровое поглощение. Поглощение на свободных носителях в легированных полупроводниках. Спектры ИК-поглощения GaAs p-типа. Поглощение носителями, связанными на донорах и акцепторах. Спектры поглощения.
Внутрицентровое поглощение света  на примесных уровнях  в ИК-диапазонеДоклад подготовила Петрова СодержаниеПоглощение, связанное с примесными атомами. Виды примесей: мелкие, глубокие, эрбий. Донорные и Поглощение, связанное с примесными атомамиПримеси«Мелкие» - это примеси с энергией Wo Примесное поглощение в полупроводниках при малых концентрациях примесиОптические переходы в полупроводнике, содержащем Поглощение на свободных носителях в легированных полупроводникахВыражение Друде для свободных носителейРеальная и Коэффициент поглощения на свободных носителяхnr - реальная часть коэффициента преломления, с - Спектры инфракрасного поглощения GaAs p-типаНа вставке показаны два внутризонных (начальное и конечное Поглощение носителями, связанными на донорах и акцепторах		Мелкие доноры и акцепторы в полупроводниках Спектр поглощения доноров Р в SiИзмерения при температуре жидкого гелия в образце, Фототермическая ионизационная спектроскопия (ФТИС)Основной процесс – фотопроводимость с участием фононовСпектр ФТИС легированного Спектр ФТИС сверхчистого p-Ge при 8КСредняяконцентрация акцепторов 1010 см-3 Поглощение в соединениях,  легированных эрбием (Er)Эрбий является резкоземельным элементом, который в Спектр обратного резерфордовского рассеяния в пленке Al2O3, легированной Er на подложке SiO2Модель Фотолюминесценция пленки SiO2, легированной Er при комнатной температуре Спасибо за внимание!
Слайды презентации

Слайд 2 Содержание
Поглощение, связанное с примесными атомами. Виды примесей: мелкие,

СодержаниеПоглощение, связанное с примесными атомами. Виды примесей: мелкие, глубокие, эрбий. Донорные

глубокие, эрбий. Донорные и акцепторные примеси. Внутрицентровое поглощение.
Поглощение

на свободных носителях в легированных полупроводниках. Спектры ИК-поглощения GaAs p-типа.
Поглощение носителями, связанными на донорах и акцепторах. Спектры поглощения. Фототермическая ионизационная спектроскопия. Энергия связи.
Поглощение в соединениях, легированных эрбием.




Слайд 3 Поглощение, связанное с примесными атомами
Примеси



«Мелкие» - это примеси

Поглощение, связанное с примесными атомамиПримеси«Мелкие» - это примеси с энергией Wo

с энергией Wo

уровня до ближайшей разрешённой зоны мало по сравнению с шириной запрещённой зоны. Мелкие уровни определяют электропроводность п/п в диапазоне Т= 200-400 К

«Глубокие» -у них расстояние от примесного уровня до ближайшей разрешённой зоны сравнимо с шириной запрещённой зоны. Ионизуются при повышенных Т, влияя на процессы рекомбинации, определяют фотоэлектрические свойства п/п.

Эрбий - редкоземельный элемент, в ионизированном состоянии Er3+ может испускать фотон с длинной волны 1,54 мкм. Это происходит в результате перехода электрона внутри оболочки 4f между первым возбужденным и основным состоянием.


Слайд 4 Примесное поглощение в полупроводниках при малых концентрациях примеси
Оптические

Примесное поглощение в полупроводниках при малых концентрациях примесиОптические переходы в полупроводнике,

переходы в полупроводнике, содержащем донорные и акцепторные примеси с

уровнями энергии Ed и Еa.
hv < Eg , предположение: атомы примеси не взаимодействуют друг с другом и образуют узкие уровни в запрещенной зоне.

Ef расположен так, что акцепторные состояния заполнены электронами (или донорные свободны), возможны переходы зона-примесь с пороговой энергией hv = Eg - Еa (или Еg - Ed )

Переходы зона-примесь с пороговыми энергиями
hv = Еa (или Еd)

Примесь может образовывать состояния с набором уровней, включая основное и возбужденные => возможны внутрицентровые переходы. В этом случае в спектре поглощения обычно наблюдается система узких линий, переходящих в более широкую полосу поглощения.


Слайд 5 Поглощение на свободных носителях в легированных полупроводниках
Выражение Друде

Поглощение на свободных носителях в легированных полупроводникахВыражение Друде для свободных носителейРеальная

для свободных носителей

Реальная и мнимая части:
Nс, e и m*

— плотность, заряд и эффективная масса свободных носителей соответственно,1/ - - их время рассеяния, связанное с феноменологическим временем рассеяния т.
- диэлектрическая постоянная




Схематическое изображение процесса поглощения (внутризонного) на свободных носителях вблизи уровня Ферми.


Слайд 6 Коэффициент поглощения на свободных носителях
nr - реальная часть

Коэффициент поглощения на свободных носителяхnr - реальная часть коэффициента преломления, с

коэффициента преломления, с - скорость света.
При низких частотах

:

Сравнивая коэффициент поглощения с электрической проводимостью :


Слайд 7 Спектры инфракрасного поглощения GaAs p-типа
На вставке показаны два

Спектры инфракрасного поглощения GaAs p-типаНа вставке показаны два внутризонных (начальное и

внутризонных (начальное и конечное состояния электрона находятся в одной

и той же зоне) перехода между спин-отщепленной дырочной зоной (so) и зонами тяжелых (hh) и легких (lh) дырок в полупроводниках типа алмаза и цинковой обманки с р-типом легирования.


Три широких пика при 0,15; 0,31 и 0,42 эВ - переходы легкие дырки->тяжелые дырки, спин-отщепленная дырочная зона->легкие дырки, спин-отщепленная дырочная зона->тяжелые дырки

Слайд 8 Поглощение носителями, связанными на донорах и акцепторах
Мелкие доноры

Поглощение носителями, связанными на донорах и акцепторах		Мелкие доноры и акцепторы в

и акцепторы в полупроводниках типа алмаза и цинковой обманки

ведут себя в какой-то мере подобно «атомам водорода в твердом теле». Хорошо известно, что атом водорода может поглощать электромагнитное излучение при электронных переходах между его квантованными уровнями. Эти переходы приводят к возникновению серий резких линий поглощения, известных как серии Лаймана, Бальмера, Пашена и др. в спектрах атомарного водорода.
По аналогии с атомом водорода, электрон на донорном атоме или дырка на акцепторном атоме могут быть возбуждены оптически из одного связанного состояния в другое. Очевидно, что эти переходы будут подчиняться правилам отбора, подобным правилам отбора в атоме водорода, т.е. электрические дипольные переходы будут разрешены между состояниями с s- и р-симметрией (т.е. когда разница между квантовыми числами углового момента I равна единице), но запрещены между состояниями с одинаковой симметрией.



Слайд 9 Спектр поглощения доноров Р в Si
Измерения при температуре

Спектр поглощения доноров Р в SiИзмерения при температуре жидкого гелия в

жидкого гелия в образце, содержащем около 1,2* 10^(-4) см^3

Р.
На вставке показана линия 2ро с растянутой горизонтальной шкалой;


Измерения при температуре между 30 и 80 К в образце, содержащем
5, 2 *10^(-4) см^3 Р

Слайд 10 Фототермическая ионизационная спектроскопия (ФТИС)
Основной процесс – фотопроводимость с

Фототермическая ионизационная спектроскопия (ФТИС)Основной процесс – фотопроводимость с участием фононовСпектр ФТИС

участием фононов
Спектр ФТИС легированного фосфором Si

ФТИС может чувствовать примеси

при концентрациях всего 10⁸ см-3 !

На вставке: схематическое изображение процесса фототермической ионизации.

На рисунке: спектр ФТИС для концентрации в Si доноров P ~2*1014 см-3



Слайд 11 Спектр ФТИС сверхчистого p-Ge при 8К
Средняя
концентрация акцепторов 1010

Спектр ФТИС сверхчистого p-Ge при 8КСредняяконцентрация акцепторов 1010 см-3

см-3


Слайд 12 Поглощение в соединениях, легированных эрбием (Er)
Эрбий является резкоземельным

Поглощение в соединениях, легированных эрбием (Er)Эрбий является резкоземельным элементом, который в

элементом, который в ионизированном состоянии Er3+ может испускать фотон с

длинной волны 1,54 мкм. Это происходит в результате перехода электрона внутри оболочки 4f между первым возбужденным состоянием и основным состоянием.
Перспектива использования такой люминесценцией связанно с тем что длина волны испускаемого фотона попадает в область max пропускания оптических волноводов на основе оксида Si. При введении ионов эрбия в кремниевую матрицу необходимое возбуждение может быть достигнуто за счет носителей исходного материала. При этом последующий переход в невозбужденное состояние может привести к эмиссии света атомного типа в узкой области спектра.
Er-легированный кремний идеально подходит для дальнейших фундаментальных исследований, связанных с квантово-электродинамическими эффектами при спонтанном излучении.
Оптимальная оптическая производительность наблюдается в Er-имплантированных Al2O3 канальных волноводах.
В LiNbO3,был обнаружен новый метод, использующий высокие концентрации Er с использованием быстрого термического отжига.
В кремниевых p-n диодах, легированных Er, наблюдается электролюминесценция при комнатной температуре на 1.54 мкм

Слайд 13 Спектр обратного резерфордовского рассеяния в пленке Al2O3, легированной

Спектр обратного резерфордовского рассеяния в пленке Al2O3, легированной Er на подложке

Er на подложке SiO2
Модель возбуждения и девозбуждения Er в

Si

Слайд 14 Фотолюминесценция пленки SiO2, легированной Er при комнатной температуре

Фотолюминесценция пленки SiO2, легированной Er при комнатной температуре

  • Имя файла: vnutritsentrovoe-pogloshchenie-sveta-na-primesnyh-urovnyah-v-ik-diapazone.pptx
  • Количество просмотров: 142
  • Количество скачиваний: 0