З.М. 2. Фотоелектричні властивості напівпровідників

НЕ 2.1

Внутрішній фотоефект. Утворення нерівноважних носіїв заряду, їх розподіл по енергетичних станах. Квазірівні Фермі, визначення повної концентрації носіїв заряду у дозволених зонах напівпровідника. Інтенсивність оптичної гене­рації, її фізичний зміст, квантовий вихід внутрішнього фотоефекта. Час життя нерівноважних носіїв заряду. Інтенсивність рекомбінації.

НЕ 2.2

Час життя нерівноважних носіїв заряду. Фізичний зміст поняття “час життя” нерівноважних носіїв заряду. Основні співідношення та величини, які визначають середній та ефективний часи життя вільних носіїв заряду. Інтенсивність рекомбінації та її фізичний зміст.

НЕ 2.3

Фотопровід­ність напів­про­відників. Явище фотопровідності. Залежність

величини фотопровідності від часу дії світла. Стаціонарна фотопровідність.

НЕ 2.4

Релаксація фотопровід­ності. Типи релаксаційних процесів.Лінійна і квадратична рекомбінація нерівноважних носіїв заряду у бездо­міш­ковому напівпровіднику. Релак­сація фотопровідності у випадку лі­ній­ної та квадратичної рекомбінації, її характерні особливості. Частотна залежність фотопровідності.

НЕ 2.5

Класифікація центрів захоплення.. Центри прилипання та рекомбінації. Демаркаційні рівні, їх розташування у забороненій зоні напівпровідника та взаємозв’язок з квазірівнями Фермі. .

НЕ 2.6.

Основні типи та механізми рекомбінаційних про­цесів у напівпровідниках, їх характерні особливості. Випромінювальна та невипромінювальна рекомбінація у напівпровідниках.

НЕ 2.7.

Міжзонна випромінювальна рекомбінація. Визначення інтенсивності рекомбінації та часу життя нерівноважних носіїв заряду. Залежність часу життя від концентрації рівноважних та нерівноважних носіїв заряду при різних рівнях фотозбудження. Взаємозвязок між концентрацією носіїв заряду, значенням часу життя та положенням рівня Фермі при невисоких інтенсивностях світла.

НЕ 2.7.

Рекомбінація через локальні центри. Рекомбінація нерівноважних носіїв заряду через прості локальні центри. Типи електронних переходів та їх інтенсивності. Кінетика рекомбінаційних процесів. Формула Шоклі-Ріда. Час життя нерівноважних носіїв заряду, його залежність від інтенсивності фотозбудження та концентрації центрів рекомбінації. Залежність інтенсивності рекомбінації від розміщення енергетичних рівнів рекомбінаційних центрів у забороненій зоні напівпровідника.

НЕ 2.8.

Поверхнева рекомбінація. Механізм поверхневої рекомбінації. Швидкість поверхневої рекомбінації. Вплив поверхневої рекомбінації на об’ємні властивості напівпровідників. Ефективний час життя нерівноважних носіїв заряду. Вплив поверхневої рекомбінації на спектральну залежність фотопровідності в області краю власного поглинання.

Зм 3. Практичні навики дослідження оптичних та фотоелектричних властивостей напівпровідників

НЕ 3.1. (Лабораторна робота №1).

Дослідження поглинання світла напівпровідниками в інфрачервоній області спектра. Практичне вивчення методики вимірювання спектрів пропускання на двохпроменевому інфрачервоному спектрофотометрі. Ознайомлення з оптичною схемою спектрофотометра та принципом його роботи. Дослідження особливостей спектральних залежностей коефіцієнтів пропускання напівпровідникових матеріалів, зумовлених різними механізмами поглинання енергій світлової хвилі кристалом у інфрачервоній області спектра.

НЕ 3. 2. (Лабораторна робота №2).

Дослідження поглинання світла напівпровідниками в області краю власного поглинання та визначення ширини забороненої зони. Ознайомлення з методикою визначення коефіцієнта поглинання світла в області краю власного поглинання за даними вимірювань коефіцієнта пропускання. Вимірювання спектрів пропускання зразків з різною товщиною, визначення залежності коефіцієнта поглинання від енергії фотонів.

НЕ 3. 3. (Лабораторна робота №3).

Вимірювання стаціонарної фотопровідності напівпровідників. Ознайомлення з методами вимірювання стаціонарної фотопровідності. Освоєння методики визна-чення величини фотопровідності з використанням модульованого освітлення в режимі максимальної чутливості. Вимірювання та обчислення відносного значення стаціонарної фотопровідності за вказаною методикою.

НЕ 3.4. (Лабораторна робота №4).

Вивчення частотної залежності фотопровідності. Ознайомлення з основними методами визначення часу життя нерівноважних носіїв заряду та величини фотопровідності напівпровідників. Практичне вивчення методики визначення величини із дослідження частотної залежності фотопровідності . Вимірювання за-лежності змінної складової фотопровідності від тривалості світлового імпульсу для випадку симетричної прямокутної модуляції світла.

НЕ 3.5. (Лабораторна робота №5).

Визначення часу життя нерівноважних носіїв заряду методом компенсації зсуву фаз. Практичне вивчення методики визначення часу життя носіїв заряду методом компенсації зсуву фаз. Проведення вимірювання часу життя носіїв заряду та обчислення абсолютної та відносної похибки експерименту.

НЕ 3.6. (Лабораторна робота №6).

Дослідження впливу поверхневої рекомбінації на фотопровідність напівпровідників.Практичне вивчення методики вимірювання залежності фотоструму, який протікає через напівпровідниковий зразок, від довжини хвилі, або енергії фотонів випромінювання, що падає на його поверхню. Ознайомлення з інструкцією по експлуатації монохроматора та проведення його градуювання. Вимірювання спектральної залежності фотоструму досліджуваного напівпровідника та визначення ширини його забороненої зони.