描述半导体光学性质的物理量有哪些

如果用适当波长的光照射半导体，

那么电子在吸收了光子后将由价带跃迁到导带，

而在

价带上留下一个空穴，

这种现象称为光吸收。

半导体材料吸收光子能量转换成电能是光电器

件的工作基础。光垂直入射到半导体表面时，进入到半导体内的光强遵照吸收定律：





0

1

x

x

I

I

r

e









式中，

x

I

表示距离表面

x

远处的光强；

0

I

为入射光强；

r

为材料表面的反射率；



为材料

吸收系数，与材料、入射光波长等因素有关。

1

本征吸收

半导体吸收光子的能量使价带中的电子激发到导带，

在价带中留下空穴，

产生等量的电

子与空穴，这种吸收过程叫本征吸收。

要发生本征光吸收必须满足能量守恒定律，也就是被吸收光子的能量要大于禁带宽度

g

E

，即

g

h

E





，从而有：

0

0

1.24

g

g

g

E

h

hc

E

m

eV

E

















其中

h

是普朗克常量，

ν

是光的频率．

c

是光速，

ν0

：材料的频率阈值，

λ0

：材料的波长阈

值，下表列出了常见半导体材料的波长阀值。

几种重要半导体材料的波长阈值

电子被光激发到导带而在价带中留下一个空穴，

这种状态是不稳定的，

由此产生的电子、

空穴称为非平衡载流子。

隔了一定时间后，

电子将会从导带跃迁回价带，

同时发射出一个光

子，光子的能量也由上式决定，

这种现象称为光发射。光发射现象有许多的应用，

如半导体

发光管、

半导体激光器都是利用光发射原理制成的，

只不过其中非平衡载流子不是由光激发

产生，

而是由电注入产生的。

发光管、

激光器发射光的波长主要由所用材料的禁带宽度决定，

如半导体红色发光管是由

GaP

晶体制成，而光纤通讯用的长波长（

1.5μm

）激光器则是由

Ga

x

In

1-x

As

或

Ga

x

In

1-x

As

y

P

1-y

合金制成的。

半导体，这么说吧，首先半导体物理学会告诉你半导体这种材料内部原子电子如何分布，有什么性质，如何到底，如何绝缘等等。

其次，至于他跟光学的关系：

半导体是可以做光电探测器的，比如太阳能光伏发电，光电探测器，光功率计，ccd光电耦合器件，光敏电子，光电池，光电二极管，光电三极管，光开关，光波导器件。光电调制器。光电管，光电倍增管。光子计数器，锁定放大器，取样积分器。

作为发光器件：可以制作半导体激光器，半导体发光二极管。

可以说在光信息时代，半导体是一种重要的光源发生器件和光源接受器件。说白了，光信息，主要就是靠半导体产生，或者是半导体接收的。

一、性质不同

1、半导体：是常温下导电性能介于导体（conductor）与绝缘体（insulator）之间的材料。

2、光学：是物理学的重要分支学科、也是与光学工程技术相关的学科。

二、应用不同

1、半导体：半导体可以用来测量温度，测温范围可以达到生产、生活、医疗卫生、科研教学等应用的70%的领域，有较高的准确度和稳定性，分辨率可达0.1℃，甚至达到0.01℃也不是不可能，线性度0.2%，测温范围-100~+300℃，是性价比极高的一种测温元件。

2、光学：由于光学由许多与物理学紧密联系的分支学科组成，具有广泛的应用，所以还有一系列应用背景较强的分支学科也属于光学范围。如有关电磁辐射物理量测量的光度学和辐射度学；以正常平均人眼为接收器来研究电磁辐射所引起的彩色视觉及其心理物理量的测量的色度学等。

扩展资料：

半导体的特点

1、半导体五大特性∶掺杂性，热敏性，光敏性，负电阻率温度特性，整流特性。

2、在形成晶体结构的半导体中，人为地掺入特定的杂质元素，导电性能具有可控性。★

3、在光照和热辐射条件下，其导电性有明显的变化。

参考资料来源：百度百科-半导体

参考资料来源：百度百科-光学

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