Үлкен энергия кванттарымен иондалуы
жүктеу/скачать 40,49 Kb.
|
оэ 9
- Бұл бет үшін навигация:
- Ішкі фотоэффект
- Үлкен энергия кванттарымен иондалуы
- Тепе-теңдіксіз заряд тасушылардың күшті/қуатты электр өрісіндегі генерациясы
- Туннельді эффекттер
|
1) Жартылай өткізгіштерде тепе-тең емес заряд тасымалдаушылардың пайда болуы электромагниттік сәулеленуді сіңіру кезінде ішкі иондану нәтижесінде де, күшті электр өрісіндегі тепе-теңдік таралуының бұзылуынан немесе біртекті емес жартылай өткізгіш жүйелердегі токтың өтуі кезінде инъекциядан (экстракциядан) туындауы мүмкін. Бұл тарауда біз оптикалық генерация процестерін талдауға баса назар аударамыз. Алайда, тепе-тең емес заряд тасымалдаушыларын құрудың басқа (жарық генерациясымен байланысты емес) әдістері Жартылай өткізгіш фотодетекторлардың, атап айтқанда фототок күшейетін қабылдағыштардың жұмысына да қатысты. Сондықтан осы процестердің кейбір заңдылықтарын қарастырыңыз. 2) Ішкі фотоэффект тек ішкі иондану процесін, яғни сәулеленудің әсерінен бос заряд тасымалдаушыларды қалыптастыру процесін білдіреді. Ішкі фотоэффект HW-де қоспалық жұтылуға байланысты мүмкін (1.5-тармақты қараңыз), яғни фотондардың энергиясы электронмен-кемтік жұбын қалыптастыру үшін жеткіліксіз болған кезде, бірақ қоспалар деңгейі бар тасымалдаушыларды қоздыру үшін жеткілікті (донорлық немесе акцепторлық). Бұл жағдайда бос электрон немесе бос тесік пайда болатын аралас фотоөткізгіштік пайда болады (сурет). 3) Үлкен энергия кванттарымен иондалуы Егер квантты hw энергиясымен сіңірсе (сурет. 3.4) жоғарғы аймаққа аударылған электронның тыйым салынған Eg аймағының енінен үлкен энергиясы бар десек , содан кейін мұндай электрон өз энергиясының бір бөлігін валенттік аймақтың электронына өткізіп, оны өткізгіштік аймағына өткізе алады (ауысу 1). Бұл жағдайда, бірінші электрон өзінің энергиясын азайтып (2-ші ауысу), өткізгіштік аймағында қалады. Нәтижесінде, екінші соққы иондану процесінің арқасында бір фотонның сіңуі екі электрон мен екі кемтіктің пайда болуына әкеледі, яғни көбею процесі жүреді. 4) Тепе-теңдіксіз заряд тасушылардың күшті/қуатты электр өрісіндегі генерациясы Жартылай өткізгіште соққы ионизациясы кезінде тепе-теңдіксіз заряд тасымалдаушыларының пайда болуы күшті электр өрісінде алынған электронның кинетикалық энергиясы есебінен де болуы мүмкін. Жартылай өткізгіштерде соққы ионизациясы жағдайында күшті электр өрісі бос заряд тасушыларды (электрондар мен тесіктер) электронды валенттік зонадан өткізгіштік зонаға ауыстыру үшін жеткілікті энергияға жеткенше жылдамдатады (3.7-сурет). Соққы ионизациясы байқалатын электр өрісінің күші жолақ саңылауына байланысты. Соққы иондау үшін қажетті минималды энергия шекті иондану энергиясы деп аталады. Соққы иондану коэффициенттері электр өрісінің кернеулігіне тәуелді және қозғалыс бірлігінде электрон (кемтік) тудыратын электрон-кемтік жұптарының санымен анықталады. 5) Туннельді эффекттер Жеткілікті күшті электр өрістерінде бос заряд тасымалдаушыларының пайда болуы туннерлеу эффектінің арқасында мүмкін болады, оны Зенер эффектісі деп те атайды. Өздеріңіз білетіндей, сыртқы электр өрісінде жартылай өткізгіштің энергетикалық жолақтары еңкейтіледі (А-сурет), және бұл көлбеу электр өрісінің күшіне байланысты.Өте күшті электр өрістерінде (10^6 В /см тәртіпті) жолақтардың көлбеуі электронның валенттілік зонасынан өткізгіштік зонасына потенциалды тосқауыл арқылы туннель жасауы мүмкін болатындай болуы мүмкін, оның биіктігі Eg жолақ саңылауы, ал оның тиімді ені тәуелді болады электр өрісінің күші туралы. Күшті электр өрістерінде электронды кемтікті жұбын, ионизациясының шекті энергиясынан төмен энергияларда да жасауға болады. Бұл соққы ионизациясы мен Zener туннелдеуінің үйлесімі. Бұл эффекттің механизмі Франц-Келдыш эффектісіне ұқсас, Энергиясы жолақ саңылауынан сәл кішірек фотон валенттік электронды жолақ саңылауындағы виртуалды күйге өткізгенде, осы электрон одан әрі өткізгіштік аймаққа туннельдейді - фотонның көмегімен туннельдейді (сурет Б). Бұл жұтылу жиегінің кеңеюіне және оның жолақ саңылауынан төмен энергияларға ауысуына әкеледі. Туннельді-әсерлі иондану көрсетілген эффектке ұқсас, тек өрістің жеңілдетілген ауысуына қажетті энергияны фотон емес, энергия иондау шегінен төмен энергиямен өткізгіштік аймақтың электронымен қамтамасыз етеді (B-сурет). Электронды саңылаулар жұптарының астыңғы деңгейінің қалыптасуы заряд тасымалдаушылардың тиімділігі төмен массалары бар кейбір саңылаулы материалдарда маңызды болуы мүмкін. жүктеу/скачать 40,49 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|