4. Определение коэффициента поглощения

_{Для определения коэффициента поглощения} α исследуемого вещества для данной длины волны излучения можно воспользоваться соотношением

Для этого необходимо измерить интенсивность монохроматического света I₀ падающего на образец, и интенсивность I_d света, прошедшего через него.

Вычисление отношения интенсивностей I_0/I_d проводится по данным показаний вольтметра, который измеряет падение напряжения на сопротивление фотоумножителя, обусловленное его током. Положим, что без образца пучок света с интенсивностью I_0 и длиной волны  возбуждает в цепи фотоумножителя ток i_0, в то время как при наличии образца ток i_.

На участке линейной зависимости i = f(I) (рис. 7.11) отношение I_0 / I_d определяется очень просто: I_0 / I_d = i_0 / i_ или I_0 / I_d = u_0 / u_ .

Рис. 7.11. Зависимость фототока от освещенности

Задание

1. Снять зависимость коэффициентов поглощения от длины волны излучения.

2. Результаты измерений и расчетов занести в табл. 7.2.

3. Построить спектр поглощения. По краю собственного поглощения найти ширину запрещенной зоны полупроводников.

Таблица 7.2

Показания на барабане	, нм	u0	u1	u2

Контрольные вопросы

1. Механизмы взаимодействия света с кристаллическими телами.

2. Каков физический смысл коэффициента поглощения?

3. Что такое правила отбора для прямых и непрямых межзонных переходов?

4. Природа экситонного и примесного поглощения в полупроводниках.

5. При температуре Т = 300 К для монохроматического излучение длиной волны 1 мкм коэффициент поглощения кремния α = 10⁴ м^–1, а коэффициент отражения излучения R = 0,3. Определить, какая доля потока излучения пройдет через пластинку кремния толщиной d = 300 мкм при нормальном падении света.

6. Объяснить механизм поглощения свободными носителями заряда. На что расходуется энергия фотонов при поглощении?

Рекомендуемая литература

1. Уханов Ю. И. Оптические свойства полупроводников / Ю. И. Уханов. – М. : Наука, 1977. – 366 с.

2. Рембеза С. И. Методы измерений основных параметров полупроводников / С. И. Рембеза. – Воронеж : ВРУ, 1989. – 221 с.

3. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках / Ж. Панков. – M. : Мир, 1973. – 366 с.

4. Шалимова К. В. Физика полупроводников / К. В. Шалимова. – М. : Энергоатомиздат, 1985. – 392 с.

5. Гуревич А. Г. Физика твердого тела / А. Г. Гуревич. – СПб. : Лань, 2004.– 302 с.

Лабораторная работа № 8 пьезоэлектрический эффект в кристаллах

Цель работы – ознакомиться с пьезоэффектом в кристалле; определить основные параметры пьезоэлектриков: добротность, пьезомодуль, коэффициент электромеханической связи; освоить методику «резонанс – антирезонанс» для определения параметров эквивалентной схемы пъезокристаллов: ёмкость, индуктивность, сопротивление.