半导体中光的吸收系数决定什么

不同厚度、不同掺杂类型、不同密度、不同表面状况等的半导体材料，光吸收系数都不相同。

顺便说一句，因为光吸收系数与材料的介电常数虚部直接有关，所以不同厚度、不同掺杂浓度和不同密度的材料，其介电常数也将不相同。

［1］。当入射光能量大于半导体材料禁带宽度时，价带中电子便会被入射光激发，越过禁带跃迁至导带而在价带中留下空穴形成电子－空穴对。这种由于电子在价带和导带的跃迁所形成的吸收过程称为本征吸收。大量实验证明这种价带电子跃迁的本征吸收是半导体中最重要的吸收，也是光电探测器工作的理论基础。

爱因斯坦和普朗克的理论使人们认识到光不仅具有波动性也具有粒子性，即波粒二象性。光由光子组成，一束光就是—系列的光子流。光子的引入很好地描述了紫外和红外波段的电磁辐射特性。媒质中光子的速度为

式中，co是光在真空中速度，n是介质折射率。光子可以由它的频率和波长来描述：

光子的频率在真空和介质中都是一样的，而速度会随介质折射率而变化，因此光在不同介质中的波长是不同的。而光子在真空中的波长是恒定的，所以我们通常用真空中波长来描述激光或者发光二极管光谱特性。

光子也可以用它的能量来描述。即

式中，乃是普朗克常数，该式决定了特定禁带宽度的半导体材料所能吸收的光谱极限，例如硅的禁带宽度是1.12 eV，则由式（3-3）计算得

也就是说硅的光谱吸收极限是1110nm，只有波长小于该极限的光才能被硅所吸收。将普朗克常数值及光在真空中速度代入式（J-J）可以得到光吸收极限简单的表达式：

式中，Eg为半导体材料禁带宽度，若Eg的单位为eV（电子伏），则相应的波长单位为nm。

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