半导体对光的吸收有哪几种过程,哪些过程具有确定的长波吸收限

半导体对光的吸收有哪几种过程,哪些过程具有确定的长波吸收限,第1张

电光吸收几乎瞬需要能量积累程

光电效应

光照射某些物质内部电光激发形电流即光电

光电效应具实验规律:

1.每种金属产光电效应都存极限频率(或称截止频率)即照射光频率能低于某临界值相应波称做极限波(或称红限波)入射光频率低于极限频率论强光都使电逸

2.光电效应产光电速度与光频率关与光强关

3.光电效应瞬性实验发现要光频率高于金属极限频率光亮度论强弱光产都几乎瞬即几乎照金属立即产光电流响应间超十负九秒(1ns)

4.入射光强度影响光电流强弱即影响单位间内由单位面积逸光电数目光颜色变情况入射光越强饱电流越即定颜色光入射光越强定间内发射电数目越

半导体吸收光:在光照射下,价带电子吸收光而获得能量,并从价带跃迁到导带(产生电子-空穴对)。光电池就是利用吸收光来产生电动势的。

半导体发光:当有电流通过发光二极管时,即产生非平衡载流子(非平衡的导带电子和价带空穴),然后非平衡的导带电子跃迁到价带与空穴复合、并发光。这就是pn发光管的发光机理。

光的反射、透射和吸收

首先,光在界面的反射和折射是光与物质极化和电子相互作用的结果,才有介电常数和折射率这一说。然后,要分清界面透过率和整体透过率。界面透过率小,反射率就大。通过界面的光,吸收越大,整体透过率就越小。

金属无带隙,电子处于费米面,为自由电子,所以不存在电子跃迁吸收光这个说法。金属对于光的吸收来自于自由电子振动发热。物质对于光的反射和折射是与其电导率相关的,具体表现为复数的介电常数,所以除非是完全绝缘体,否则必然会出现复介电常数,具体可参考电动力学麦克斯韦方程组。金属无带隙,电导率大,最终导致界面反射大,界面透过小,参考光学。另一方面,频率越低,反射率越大。所以金属大多呈白色,最不济也是黄色。有些如紫铜等,那些是因为杂质和其中的金属氧化物造成的。透过金属表面的光,却因为电子的自由振荡全部转化为热,其穿透深度一般小于100纳米,所以整体透过率为零,金属完全不透光。

半导体不同,因为其带隙大,电导率小,无自由电子,所以其表面反射率小,表面透过率大。半导体对于光的吸收来自于电子跃迁,高频光能量大,更有利于电子跃迁,低频光无法激发电子跃迁,基本透过。所以透过其表面的光,高频的在内部被吸收,低频的透过。


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