Виды Люминесценции (по способу возбуждения)
Вид |
Источник возбуждения |
Пример |
Фотолюминесценция |
Свет (УФ, видимый) |
Флуоресцентные лампы, светящиеся краски. |
Электролюминесценция |
Электрический ток или поле |
Светодиоды (LED), экраны OLED. |
Катодолюминесценция |
Электронная бомбардировка |
Экраны старых телевизоров (ЭЛТ). |
Хемилюминесценция |
Химическая реакция |
Свечение в химических "светлячках". |
Люминесценция в Полупроводниках
В полупроводниках люминесценция часто является рекомбинационной и происходит при возвращении электронов:
Межзонная рекомбинация: Электрон из зоны проводимости рекомбинирует с дыркой в валентной зоне. (Основа работы полупроводниковых лазеров).
Рекомбинация через примесные центры: Электрон из зоны проводимости или дырка из валентной зоны рекомбинируют через локализованный примесный или дефектный уровень (центр свечения).
Применение: Электролюминесценция в - -переходах — основа работы светодиодов (LED) и полупроводниковых лазеров.
[Image of a simple LED circuit]
53. Контактные Явления. Контактная Разность Потенциалов ⚡️
Контактные явления — это совокупность физических процессов, происходящих на границе раздела двух различных твёрдых тел (металлов, полупроводников, или их сочетаний) и приводящих к возникновению электрического поля и разности потенциалов.
1. Механизм Возникновения Контакта
Контактные явления
возникают из-за различия в работе
выхода электрона (
)
у контактирующих материалов.
Работа выхода ( ) — это минимальная энергия, которую должен получить электрон, чтобы покинуть материал и стать свободным (в вакууме).
Процесс формирования контакта
Пусть два проводника (
и
)
приводят в соприкосновение, причём
работа выхода у
меньше, чем у
:
.
Разность уровней Ферми: До контакта уровни Ферми (химический потенциал электронов) у материалов и находятся на разной высоте.
Переход электронов: При контакте электроны из материала (где они связаны слабее,
меньше) начинают диффундировать в
материал
(где они связаны сильнее,
больше) до тех пор, пока их химические
потенциалы (уровни Ферми) не сравняются.Образование двойного слоя:
Материал теряет электроны и приобретает положительный объёмный заряд.
Материал приобретает избыток электронов и заряжается отрицательно. Этот пространственно разделённый заряд называется двойным электрическим слоем.
Контактное поле: Двойной слой создаёт внутреннее контактное электрическое поле (
),
направленное от положительно заряженной
области
к отрицательно заряженной области
.
Это поле препятствует дальнейшему
переходу электронов.Равновесие: Электронный переход прекращается, когда сила этого электрического поля уравновешивает силу, вызванную различием работ выхода, и уровни Ферми в обоих телах становятся одинаковыми.
2. Контактная Разность Потенциалов ( )
Контактная разность потенциалов (или внутренняя контактная разность потенциалов) — это разность электрических потенциалов, возникающая на границе раздела двух контактирующих тел в состоянии термодинамического равновесия.