
- •3. Схема уровней и основные серии спектра атомов(ионов) с одним валентным электроном (на примере к 19).
- •4. Схема уровней и основные серии спектра атомов(ионов) с двумя валентными электронами (одноэлектронное возбуждение на примере Hg)
- •8. Энергетич. Состояния е-ов в Ме. Зонная схема Ме и их физ-ие св-ва.
- •10. Эффект Шоттки. Автоэлектронная, вторичная и фотоэмиссии электронов. Области применения.
- •13.Классификация электрических токов в газе….
- •14. Пробой газа при высоком давлении. Закономерности формирования токопроводящего канала.
- •15. Тлеющий разряд. Элементарные процессы и продольное распределение параметров в тлеющем разряде.
- •17.Излучение неизотермической плазмы тлеющего и дугового разрядов. Процессы, определяющие спектральный состав излучения и его зависимость от давления
- •19.Самостоятельный дуговой разряд (низких, средних и высоких давлений).
- •20.Баланс энергии в самостоятельном разряде.
- •24.Преобразование энергии возбуждения в диэлектриках и полупроводниках. Энергетический выход люминесценции.
- •25. Полупроводниковые лазеры с электронной накачкой. Принцип действия и параметры.
- •26.Свойства контакта Ме – п/п.
- •27. Свойства контакта “полупроводник-полупроводник”. Гомо- и гетероструктуры.
- •28.Условие усиления излучения для межзонных переходов. Принцип действия сд и инжекционных лазеров
- •2. Основные положения векторной модели атома. Природа возникновения тонкой структуры атомных термов. Схемы сложения моментов.
- •7. Классификация взаимодействий частиц в газе. Следствия из законов сохранения энергии и импульса при парных столкновениях. Упругие и неупругие столкновения
- •11. Диффузия и дрейф заряженных частиц. Соотношение Эйнштейна.
- •9. Виды эмиссии электронов. Термоэлектронная эмиссия. Закон Ричардсона - Дешмена.
- •23.Основные виды оптического поглощения твердых тел. (Полупроводники и диэлектрики)
- •6 . Природа расщепления спектральных линий атомов в магнитном поле.
- •16. Самостоятельный дуговой разряд низкого и высокого давлений. Распределение параметров и элементарные процессы в разряде.
24.Преобразование энергии возбуждения в диэлектриках и полупроводниках. Энергетический выход люминесценции.
Все п/п излучающие приборы делят по способу возбуждения люминисценции:
1. катодолюминесцентные источники(п/п лазеры с электронной накачкой)
2. на электролюминисценции (светодиоды, инжекционные лазеры)
Высокоэнергетические рентгеновские кванты, попадая в тв. тело создают вторичные высокоэнергетические электроны, в дальнейшем размен энергии происходит аналогично тому, как, если бы материал облучался высокоэнергетическими электронами. Отличия в размене энергии характерны для гамма-квантов, обладающих очень высокой энергией, достаточной для возбуждения и распада ядер(МэВ). При попадании высокоэнергетического электрона в вещество он начинает терять энергию, создавая вторичные электроны и дырки, весь процесс размена энергии делится на три этапа: генерационный, миграционный, внутрицентровой (рекомбинационный).
Генерационный.
ВЗ – валентная зона.
З
П
– зона проводимости(100 – 1000КэВ)
Электроны, попадая в вещество создают вторичные электроны, выбивая первоначально из внутренних заполненных групп атома.
Сечение ионизации:
Чем глубже уровень, тем выше энергия ионизации. Образовавшиеся свободные состояния будут заполняться электронами с более высокими электронными группами, при этом возможно излучение высокоэнергетического кванта, процесс , когда энергия высокоэнергетического электрона может перейти в свободное состояние.
По мере увеличения актов ионизации, увеличивается концентрация свободных электронов и дырок, и одновременно их энергия уменьшается. Начинают получать энергию электроны валентной зоны. Ионизационные процессы протекают до тех пор, пока энергии вторичных электронов и дырок достаточно для образования новой электронно-дырочной пары, как только энергия вторичных электронов становится меньше min энергии создания эл-дырочной пары, процесс размножения эл-ов и дырок прекращается. Этот временной интервал, создания новых эл-ов и дырок называется генерационным.
В конце этого этапа в материале имеются нетермализованные электроны, т.е. имеющие большую энергию, но не достаточную для ионизации, такие электронные дырки двигаясь в решетке теряют свою энергию путем создания колебаний решетки. Пока электроны имеют большую энергию создаются оптические фотоны, по мере уменьшения возникают акустические фотоны. Время генер. этапа 10-14с.
Миграционный этап 10-12с.
Когда электронные дырки попадают на решетку, могут рекомбинировать излучательно или безизлучательно.
В конечном итоге электроны и дырки исчезнут. Пороговая энергия, при которой электрон и дырка могут создавать эл-дырочную пару, с учетом законов сохранения энергии и импульса:
me٭ – эффективная масса электрона
mh٭ - эффективная масса дырки.
Eg – энергия запрещенной зоны.
Средняя энергия, которая необходима для создания одной эл-дырочной пары:
Если принять что зоны имеют равномерное распределение состояний, то <Ee>=0.6Eie и <Ee>=0.6Eih . Подставим в формулу выше и представим что масса электрона равна массе дырки, почучим что для того чтобы создать одну эл-дырочную пару необходима энергия E=2.8Eg. E=((1.5 – 3)Eg) пределы.
Чтобы создать термализованные дырки:
Те, Тр>>KT. Энергия преобразуется в тепловую путем создания фотона(колебания решетки).
Эл-ы и дырки способны перемещаться по кристаллической решетке. Этот этап термолизации называется миграционным. Скорость потери энергии велика. Энергия фотона ~ 0.01 эВ. Дырки начинают рекомбинировать между собой, в дальнейшем часть электронов и дырок будут рекомбинировать на дефектах. Часть запасенной энергии будет преобразовываться в энергию излучения.
Безизлучательные процессы:
Электроны затормозятся в среде, часть может выйти в обратном направлении. От плотности вещества зависит глубина проникновения в среду.
Кванты рентгеновского излучения ослабляются, зона выделения энергии будет больше, электроны потеряют энергию на ионизацию.
Второй способ потери энергии уходит на радиационные потери. При энергии 1МэВ – рад. потери.
При энергии 500МэВ – радиационные и ионизационные потери сравниваются.
Э
нергетический
выход:
n- число квантов
hν – ср. энергия квантов
N – число созданный эл-дыр пар
ηМ – коэф. потерь на миграц. этапе
ηU – на внутрицентровых этапах
DA – донорно-акцепторная.
m
ax
энергетический выход для катодолюминисценции
составляет 0.33, является физически
предельным, остальная энергия преобразуется
в тепловую.