Исследование спектральной зависимости фотопроводимости
Вычисление проводимости полупроводника на свету для всех длин волн γс = 1/Rс
Вычисление фотопроводимости γф, приняв Rт = 10 МОм.
Расчет приведенной фотопроводимости γ'ф = γ'ф/Эλ
γ'ф, у.е. |
γ'ф/γ'фmax, о.е |
|||
CdS |
CdSe |
CdS |
CdSe |
|
0,11 |
0,01 |
0,000116 |
0,000057 |
|
0,15 |
0,02 |
0,000147 |
0,000073 |
|
0,18 |
0,02 |
0,000183 |
0,000089 |
|
0,23 |
0,03 |
0,000234 |
0,000104 |
|
0,31 |
0,03 |
0,000312 |
0,000126 |
|
0,43 |
0,04 |
0,000430 |
0,000160 |
|
0,60 |
0,05 |
0,000606 |
0,000199 |
|
0,88 |
0,06 |
0,000894 |
0,000255 |
|
1,26 |
0,08 |
0,001273 |
0,000325 |
|
1,95 |
0,11 |
0,001971 |
0,000443 |
|
3,20 |
0,15 |
0,003233 |
0,000617 |
|
5,52 |
0,21 |
0,005580 |
0,000881 |
|
9,98 |
0,31 |
0,010081 |
0,001289 |
|
18,77 |
0,49 |
0,018966 |
0,002037 |
|
40,76 |
0,83 |
0,041177 |
0,003435 |
|
84,39 |
1,43 |
0,085249 |
0,005922 |
|
154,47 |
2,57 |
0,156049 |
0,010657 |
|
217,61 |
4,67 |
0,219835 |
0,019394 |
|
326,09 |
9,39 |
0,329425 |
0,039008 |
|
594,99 |
18,06 |
0,601063 |
0,075004 |
|
724,41 |
28,76 |
0,731807 |
0,119400 |
|
989,89 |
42,84 |
1,000000 |
0,177874 |
|
446,24 |
59,34 |
0,450797 |
0,246371 |
|
176,20 |
105,65 |
0,177999 |
0,438689 |
|
25,93 |
201,06 |
0,026198 |
0,834834 |
|
1,29 |
240,84 |
0,001303 |
1,000000 |
|
0,05 |
144,19 |
0,000049 |
0,598719 |
|
0,01 |
56,89 |
0,000006 |
0,236217 |
|
0,00 |
6,01 |
0,000003 |
0,024937 |
|
0,00 |
0,13 |
0,000002 |
0,000537 |
|
Спектральная зависимость фотопроводимости сульфида кадмия и селенида кадмия (рис. 1)
Рис. 1
Определение красной границы λпор фоторезистивного эффекта
λпор = 1/2 λmax
Энергия активации
ΔЭ (CdS) = 2,091 эВ, ΔЭ (CdSe) = 1,848 эВ
Исследование зависимости фотопроводимости от интенсивности облучения
Световая характеристика lg γф = f (lg (d/dmax)) (рис. 2)
d, м |
R, мОм |
γс, мкСм |
γф, мкСм
|
lg(d/dmax) |
||||||
CdS |
CdSe |
CdS |
CdSe |
CdS |
CdSe |
-2,60 |
||||
0,00001 |
8,54 |
9,36 |
0,12 |
0,11 |
0,01 |
0,00 |
-2,30 |
|||
0,00002 |
7,67 |
9,15 |
0,13 |
0,11 |
0,02 |
0,00 |
-2,12 |
|||
0,00003 |
3,01 |
8,78 |
0,33 |
0,11 |
0,22 |
0,01 |
-1,90 |
|||
0,00005 |
0,55 |
7,38 |
1,82 |
0,14 |
1,71 |
0,03 |
-1,60 |
|||
0,0001 |
0,07 |
4 |
14,29 |
0,25 |
14,18 |
0,14 |
-1,30 |
|||
0,0002 |
0,017 |
1,2 |
58,82 |
0,83 |
58,72 |
0,73 |
-1,12 |
|||
0,0003 |
0,011 |
0,57 |
90,91 |
1,75 |
90,80 |
1,65 |
-0,90 |
|||
0,0005 |
0,007 |
0,24 |
142,86 |
4,17 |
142,75 |
4,06 |
-0,60 |
|||
0,001 |
0,004 |
0,093 |
250,00 |
10,75 |
249,89 |
10,65 |
-0,30 |
|||
0,002 |
0,003 |
0,051 |
333,33 |
19,61 |
333,23 |
19,50 |
0,00 |
|||
0,004 |
0,003 |
0,049 |
333,33 |
20,41 |
333,23 |
20,30 |
-2,60 |
|||
Темновое |
9,32 |
9,44 |
0,11 |
0,11 |
|
|
|
|||
Рис. 2
Вывод
В ходе лабораторной работы была определена пороговая длина волны, при которой возможен переход электронов из валентной зоны в зону проводимости под действием света для CdS: нм и для CdSe: нм
При малых длинах волн существенно возрастает показатель оптического поглощения, что сопровождается уменьшением глубины проникновения света в полупроводник. При этом неравновесные носители заряда, которые возбуждаются в тонком поверхностном слое, быстро рекомбинируют через уровни поверхностных ловушек и дефектов, что приводит к спаду фотопроводимости после максимума на спектральной характеристике.
Также был построен график световой характеристики, по которому видно, что при увеличении размеров щели увеличивается интенсивность облучения и фотопроводимость растет.