1-мавзу. Кириш. Яримўтказгичларнинг оптик хусусиятлари

3. Хусусий ютилиш, киришмавий ютилиш, экситон ютилиш, эркин заряд ташувчиларда ютилиш.
Ёруғликнинг бир неча ютилиш ҳолларини мавжуд.
1. Ёруғликнинг хусусий ёки асосий ютилиши – бунда ютилган фотон энергияси ҳисобига электроннинг валент зонадан ўтказувчанлик зонасига ўтиб олиши (зоналараро ўтиш) (2-расм, 1) содир бўлади. Оқибатда битта ўтказувчанлик электрони ва битта ковак (электрон – ковак жуфти) ҳосил бўлади. Бундай ютилиш юз бериши учун фотон энергияси ярим ўтказгичнинг тақиқланган зонаси кенглигидан катта бўлмоғи зарур: ħω E_g. Кремнийда хусусий ютилиш электромагнит нурланишнинг кўзга кўринадиган ва ҳатто инфрақизил соҳаларида кузатилади, чунки E_g – 1эВ га (бу кремнийникига яқин), ω 10¹⁵Гц (ёки λ 1,2мкм) тўғри келади, бу эса инфрақизил соҳадир.

2-расм. Зоналар диаграммаси

2. Ёруғликнинг киришмалар томонидан ютилиши – бунда ютилган фотон эвазига электроннинг киришма атомидан ўтказувчанлик зонасига ёки валент зонадан киришма сатҳига ўтиши содир бўлади (2- расм, 2). Бундай ютилиш юз бериши учун фотон энергияси киришманинг Е_i ионланиш энергиясидан каттарок, бўлиши зарур: ħω E_i. Бу энергия тақиқланган зона кенглигидан кичик (E_ig , ҳатто E_i E_g), бинобарин, бу ютилиш инфрақизил (ИҚ) соҳада юз бериши мумкин. Заряд ташувчилар ҳосил қилмайдиган киришмавий ютилиш ҳам бор.
3. Ёруғликни эркин заряд ташувчилар ютиши – ёруғлик тўлқини электр майдони таъсирида заряд ташувчилар мажбуран тебранади, бу ҳодиса электромагнит нурланиш энергияси ютилиши эвазига юз беради (2- расм, 3).
4. Ёруғликнинг кристалл панжараси тебранишлари томонидан ютилиши – бунда ёруғлик энергияси эвазига панжара тебранишлари (мувозанатий тебранишларга қўшимча равишда) уйғотилади.
5. Экситон ютилиш – бунда ёруғлик энергияси ҳисобига ўзаро боғланган электрон - ковак жуфти (гантель) ҳосил бўлади (2- расм, 4).