半导体对光的吸收.ppt

关于半导体对光的吸收 第一页，共六页，2022年，8月28日 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。 产生本征吸收的条件：入射光子的能量（hν）至少要等于材料的禁带宽度Eg。即 hν≥Eg 半导体对光的吸收主要是本征吸收。对于硅材料，本征吸收的吸收系数比非本征吸收的吸收系数要大几十倍到几万倍，一般照明下只考虑本征吸收，可认为硅对波长大于1.15μm的可见光透明。 第二页，共六页，2022年，8月28日 截止波长λg ： 半导体禁带宽度会随着温度的升高而减小，所以光吸收截止波长也将随着温度的升高而增长 。 第三页，共六页，2022年，8月28日 非本征吸收 非本征吸收包括杂质吸收、自由载流子吸收、激子吸收和晶格吸收等。 第四页，共六页，2022年，8月28日 杂质吸收：杂质能级上的电子（或空穴）吸收光子能量从杂质能级跃迁到导带（空穴跃迁到价带），这种吸收称为杂质吸收。杂质吸收的波长阈值多在红外区或远红外区。 自由载流子吸收：导带内的电子或价带内的空穴也能吸收光子能量，使它在本能带内由低能级迁移到高能级，这种吸收称为自由载流子吸收，表现为红外吸收。 第五页，共六页，2022年，8月28日