对于半导体材料,其光学带隙和吸收系数之间的关系式为
αhν=B(hν-Eg)m
其中 α 为摩尔吸收系数,h 为普朗克常数, ν 为入射光子频率, B 为比例常数, Eg为半导体材料的光学带隙, m 的值与半导体材料以及跃迁类型相关:
( 1) 当 m=1/2 时,对应直接带隙半导体允许的偶极跃迁;
( 2) 当 m=3/2 时,对应直接带隙半导体禁戒的偶极跃迁;
( 3) 当 m=2 时,对应间接带隙半导体允许的跃迁;
( 4) 当 m=3 时,对应间接带隙半导体禁戒的跃迁。
任意代替宽度公式,代入相应公式自行计算。具体如下:(α hν)1/m=B(hν-Eg)
直接带隙:m=1/2
间接带隙:m=2
α为吸收系数,B为常数,hν为光子能量,h 为普朗克常数=4.1356676969×10-15 eV·s,ν 为入射光子频率,Eg表示半导体禁带宽度(带隙)α=2.303*A/d 一般情况下,d为比色皿厚度、
直接带隙半导体材料就是导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中同一位置。电子要跃迁到导带上产生导电的电子和空穴(形成半满能带)只需要吸收能量。间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。形成半满能带不只需要吸收能量,还要改变动量。
间接带隙半导体材料导带最小值(导带底)和满带最大值在k空间中不同位置。电子在k状态时的动量是(h/2pi)k,k不同,动量就不同,从一个状态到另一个必须改变动量。
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