- •Люминесценция полупроводников
- •Оглавление
- •1. Спектры и3лучения
- •1.1.Формы представления спектров излучения
- •1.2.Методика измерения спектров люминесценции
- •1.3.Порядок выполнения работы и задание
- •2. Спектры возбуждения фотолюминесценции
- •2.1. Механизмы возбуждения люминесценции
- •2.2. Методика измерения спектров возбуждения
- •2.3. Порядок выполнения работы и задание.
- •3. Температурное гашение люминесценции
- •3.1.Температурное гашение рекомбинационной люминесценции на точечных центрах свечения
- •3.2.Температурное гашение люминесценции на донорно-акцепторных парах
- •3.3.Методика эксперимента
- •3.4.Порядок выполнения работы и задание.
- •4. Инфракрасная вспышка люминесценции
- •4.1. Теория ик-вспышки люминесценции.
- •4.2. Методика эксперимента.
- •4.3. Порядок выполнения работы и задание.
- •Литература
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ
ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.И.И.МЕЧНИКОВА
Кафедра экспериментальной физики
Люминесценция полупроводников
Методические указания к лабораторным работам
для студентов физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков»
(Часть I )
Одесса-2004
В методических указаниях содержится описание лабораторных работ специального практикума «Люминесценция полупроводников», выполняемых студентами физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков». Детально описаны методика эксперимента, особенности экспериментальных установок, задачи исследования, а также порядок выполнения работ. Вместе с тем, предполагается, что дополнительные теоретические знания читатель может получить из учебника: Сердюк В.В., Ваксман Ю.Ф. «Люминесценция полупроводников».
Оглавление
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ 1
Кафедра экспериментальной физики 1
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1
Методические указания к лабораторным работам 1
Одесса-2004 2
В методических указаниях содержится описание лабораторных работ специального практикума «Люминесценция полупроводников», выполняемых студентами физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков». Детально описаны методика эксперимента, особенности экспериментальных установок, задачи исследования, а также порядок выполнения работ. Вместе с тем, предполагается, что дополнительные теоретические знания читатель может получить из учебника: Сердюк В.В., Ваксман Ю.Ф. «Люминесценция полупроводников». 2
ОГЛАВЛЕНИЕ 3
1. СПЕКТРЫ И3ЛУЧЕНИЯ 5
1.1.Формы представления спектров излучения 5
1.2.Методика измерения спектров люминесценции 6
Рис.1. Схема установки для измерения спектров излучения. 7
1.3.Порядок выполнения работы и задание 8
2. СПЕКТРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 9
2.1. Механизмы возбуждения люминесценции 9
2.2. Методика измерения спектров возбуждения 12
2.3. Порядок выполнения работы и задание. 13
3. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ГАШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 15
3.1.Температурное гашение рекомбинационной люминесценции на точечных центрах свечения 15
3.2.Температурное гашение люминесценции на донорно-акцепторных парах 17
3.3.Методика эксперимента 19
3.4.Порядок выполнения работы и задание. 21
4. ИНФРАКРАСНАЯ ВСПЫШКА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 23
4.1. Теория ИК-вспышки люминесценции. 23
4.2. Методика эксперимента. 25
4.3. Порядок выполнения работы и задание. 26
ЛИТЕРАТУРА 26
1. Спектры и3лучения
Люминесцентные исследования кристаллофосфоровкристаллофосфоров включают анализ спектров излучения, которые представляются в виде зависимостей интенсивности свечения от длины волны , частоты или энергии h квантов испускаемого света. При сравнении экспериментальных результатов с теоретическими расчетами возникает необходимость представления спектров люминесценции в различных координатах. Рассмотрим наиболее распространенные формы представления спектров излучения.
1.1.Формы представления спектров излучения
Спектры излучения при экспериментальных исследованиях обычно получают в виде функции (), а в теоретических расчетах - (), (h). В связи с этим, найдем соотношение, позволяющее осуществлять переход от спектров, построенных в координатах , к спектрам, представленных в координатах . Здесь Е=hv - энергия кванта излучаемого света. Выделим интервалы d(, +d) и dE(E, E-dE).
В обоих случаях величины светового потока, равные площади соответствующих участков, выделенных под кривыми спектрального распределения люминесценции, будут равными
, (1.1)
где - спектральная интенсивность при энергии кванта Е и длине волны , соответственно.
С учетом соотношения между Е и уравнение (1.1) можно представить в виде
. (1.2)
В частности известно, что форма спектров мономолекулярной люминесценции описывается функцией Гаусса, а рекомбинационной незначительно измененной функцией Гаусса. Следовательно, спектры люминесценции можно описывать соотношением
, (1.3)
где: -энергия кванта излучения в максимуме спектра люминесценции, а - постоянная величина, - интенсивность излучения в максимуме полосы при Е= Е .
Функцию (Е) обычно нормируют к 1 или 100%. Анализ формы полос свечения удобно проводить, если измеренные спектры представить в координатах . Спрямление кривой спектрального распределения люминесценции в таких координатах свидетельствует о правомерности использования формулы (1.3) для описания формы спектра люминесцентного излучения.