Контрольні запитання

1. Що називається внутрішнім фотоефектом?

2. Що називається квантовим виходом внутрішнього фотоефекту?

3. У чому полягає зміст явища фотопровідності напівпровідників?

4. Поясніть, чому при тривалому освітленні напівпровідника фотопровідність досягає деякого сталого значення (_ст).

5. Дайте визначення часу життя нерівноважних носіїв заряду.

6. Що називається миттєвим часом життя?

7. Чому час життя не є константою речовини?

8. У чому полягає головна особливість релаксації фотопровідності для випадку лінійної рекомбінації?

9. Яку інформацію про параметри фотопровідника можна отримати з аналізу частотної залежності фотопровідності?

10. У чому полягає зміст процесу прилипання нерівноважних носіїв заряду?

11. Які енергетичні рівні називають демаркаційними?

12. Запишіть вирази для електронного та діркового демаркаційних рівнів і поясніть їх зв’язок із квазірівнями Фермі.

13. Поясніть, як можна здійснювати переведення рівнів прилипання в розряд рівнів рекомбінації та навпаки.

14. Поясніть зміст понять “швидкі” та “повільні” рівні прилипання.

15. Поясніть вплив -прилипання на релаксацію фотопровідності у випадку монополярної провідності.

16. Як змінюються значення часів життя нерівноважних електронів та дірок при наявності рівнів прилипання в стаціонарному стані в напівпровіднику з біполярною провідністю?

- 89 -

ЗАДАЧІ

1. Використовуючи кінетичні рівняння, що описують фотопровідність напівпровідника в загальному випадку, знайдіть вираз для миттєвого часу життя та доведіть, що у випадку лінійної рекомбінації час життя є сталим.

2. Знайдіть аналітичні вирази для інтенсивності міжзонної рекомбінації нерівноважних носіїв у випадках, коли концентрації рівноважних носіїв заряду значно переважають над нерівноважними та коли вони дорівнюють нулеві.

3. На яку віддаль (в одиницях kT) наблизиться електронний квазірівень Фермі до нижнього краю зони провідності, якщо внаслідок збільшення інтенсивності світла концентрація електронів у зоні провідності збільшилась у 10 разів?

Список літератури

1. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. – М.: Мир, 1973. – 456 с.

2. Рывкин С.М. Фотоэлектрические явления в полупроводниках. – М.: Физматгиз, 1963. – 494 с.

3. Сердюк В.В., Чемерисюк Г.Г. Фотоэлектрические процессы в полупроводниках. – К.: Либідь, 1993. – 192 с.

4. Смит Р. Полупроводники. – М.: Мир, 1982. – 560 с.

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

6. Фистуль В.И. Введение в физику полупроводников. – М.: Высш. шк., 1984. – 296 с.

7. Савицький А.В., Бурачек В.Р. Оптичні й фотоелектричні властивості напівпровідників. Навчальний посібник: Частина перша. – Чернівці: Рута, 1999. – 99 с.

- 90 -

З М І С Т

Вступ.......................................................................................................3

1. РІВНОВАЖНІ ТА НЕРІВНОВАЖНІ НОСІЇ ЗАРЯДУ

В НАПІВПРОВІДНИКАХ................................................................4

1. Зонна структура енергетичного спектра носіїв заряду..........4

2. Локалізовані стани електронів і дірок у напівпровідниках...8

1.3. Енергетичний розподіл вільних носіїв заряду......................10

1.4. Концентрації носіїв заряду.....................................................11

1.5. Нерівноважні носії заряду......................................................13

1.6. Оптична генерація нерівноважних носіїв заряду.................17

1.6.1.Оптичні константи та коефіцієнти...............................17

1.6.2. Основні типи поглинання світла.................................24

1.6.3. Визначення ширини забороненої зони.......................33

Контрольні запитання, задачі.............................................................36

2. ЯВИЩЕ ФОТОПРОВІДНОСТІ.....................................................37

2.1. Внутрішній фотоефект............................................................37

2.2. Час життя нерівноважних носіїв заряду................................39

2.3. Фотопровідність......................................................................42

2.4. Фоточутливість........................................................................45

2.5. Релаксація фотопровідності...................................................47

2.6. Методи вимірювання стаціонарної фотопровідності..........55

2.6.1. Методи з постійним освітленням................................55

2.6.2. Метод із модульованим освітленням..........................57

2.6.3. Обчислення величини фотопровідності.....................59

2.7. Частотна залежність фотопровідності...................................64

2.8. Визначення часу життя і квантового виходу

з частотної залежності фотопровідності...............................69

2.9. Вплив прилипання нерівноважних носіїв на

фотопровідність..............................................................................73

2.9.1. Класифікація центрів захоплення...............................74

2.9.2. Типи рівнів прилипання...............................................77

2.9.3. Вплив прилипання на фотопровідність у випадку

монополярної провідності......................................................78

2.9.4. Вплив прилипання на фотопровідність у випадку

біполярної провідності...........................................................86

Контрольні запитання, задачі.............................................................89

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ.....................................................................90

- 91 -

Навчальне видання

Савицький Андрій Васильович

Бурачек Віктор Романович

Фотопровідність напівпровідників

Навчальний посібник

Літературний редактор – Колодій О.В.

Комп’ютерний набір і корекція – Бурачек В.Р.

1 У подальшому поняття “світло” ототожнюємо з електромагнітним випромінюванням оптичного діапазону.

- 17 -

2 Під терміном “прямі долини” розуміють екстремуми с- і v-зони, розташовані у центрі зони Бріллюена, для якого .

- 29 -