3.3. Содержание экспериментальной части.

В ходе работы необходимо выполнить экспериментальные исследования коэффициента пропускания света для нескольких образцов кристаллов, представляющих собой плоскопараллельные пластинки. Измерения выполняются в области спектра λ=0.3+1.3 мкм. Для измерений служит однолучевой спектрометр СФ–26.

Перед началом работы необходимо по описанию и инструкции по эксплуатации спектрометра СФ-26 , имеющихся у лаборантов или инженеров учебной лаборатории, ознакомиться с принципом действия и правилами эксплуатации этого прибора, при непосредственном участии лаборанта проивести включение, овладеть техническими приемами и порядком работы на приборе.

Измерения пропускания осуществляются методом вынутого кристалла. Эталоном для сравнения является воздушный зазор в приборе, разделяющий источник и приемник излучения; его про­пускание близко к 100% во всем исследуемом диапазоне длин волн.

Произвести двухкратную запись спектров пропускания для каждого из образцов.

3 .4 . Обработка и анализ исходных экспериментальных данных

Полученные спектральные зависимости коэффициента пропускания Т для всех исследованных образцов представить графически в зависимости от длины волны излучения.

Определить коэффициент пропускании в области "прозрачности" вещества, т. е. значительно (максимально возможно) отступив от края собственного поглощения в длинноволновую область спектра. Найти в этой области коэффициент отражения и по формулам

R=((n-1)/(n+1))²

(см. выражение (21) из лаб. работы №2) и

T=4n/(n+1)².

(GaAs – прямое строение зон, Si GaP – непрямое строение зон).

Определить длинноволновое значение показателя преломления.

Используя выражение (8) (см. работу №1), вычислить коэффициент поглощения для каждого из образцов в зависимости от длины волны излучения. Коэффициент отражения R, входящий в рас­четное выражение, считать не зависящим от длины волны излучения и использовать величину, найденную из графика пропускания в длинноволновой области спектра.

Результаты расчетов коэффициентов поглощения представить графически в зависимости от энергии фотонов, выраженной в электрон­вольтах.

Произвести линеаризацию графиков α(ħω) по правилу α(ħω)² или α(ħω)^1/2 соответственно для материалов с прямой и непрямой структурами зон. Результаты линеаризации представить в виде графиков. Проивести экстраполяцию линеаризованных зависимостей к нулевым значениям коэффициентов поглощения и определить ширину запрещенной зоны для различных исследованных материалов. Осуществить проверку эмпирического правила Мосса, связывающего ширину запрещенной зоны и показатель преломления вещества соотношением

n⁴E_g=const. (22)

Для этого представить в виде графика величииу в зависиомости от E_g^-1. Определить значение постоянной const в соотношении (22).

Составить отчет по работе в соответствии с приведенными выше требованиями.