1-мавзу. Кириш. Яримўтказгичларнинг оптик хусусиятлари

1-мавзу. Кириш. Яримўтказгичларнинг оптик хусусиятлари

1-мавзу. Кириш. Яримўтказгичларнинг оптик хусусиятлари.
Режа:
1. Кристалларда ёруғликнинг ютилиш механизмлари.

2. Яримўтказгичларда ютилиш жараёнлари.

3. Хусусий ютилиш, киришмавий ютилиш, экситон ютилиш, эркин заряд ташувчиларда ютилиш.


1. Кристалларда ёруғликнинг ютилиш механизмлари.
Кристалларда оптик ҳодисалар ўз ичига кўп жараёнларни олади. Бу кристалларга тушаётган ёруғлик спектрининг кристалл юзасидан қайтиши (бу яримўтказгич сирт ҳолатига жуда боғлиқ), ёруғликнинг ҳажм бўйлаб ўтиб кетиши (бу эса кристалл энергетик соҳалар тузилиши намуна қалинлиги билан боғлиқ) ҳамда ёруғликни кристалл ҳажмида ютилиш жараёнларидир. Бу жараёнлар ўрганилаётган кристаллнинг энг асосий фундаментал параметрларидир. Улар материалларнинг энергетик соҳалар тузилиши ва таъқиқланган соҳадаги мавжуд энергетик сатҳ табиати ҳақида тўла маълумот берибгина қолмай, шу кристалл материалининг оптик ҳамда фотоэлектрик асбоблар яратишдаги функционал имкониятларни очиб беради.
Кристалл юзасига тушаётган ёруғлик интенсивлиги (I₀) сиртдан қайтадиган (I_қ), кристаллга ютиладиган (I_ю) ва кристаллдан ўтадиган (I_ў) ёруғликлар йиғиндисидан иборат:

Материалларнинг хоссаларини одатда I_қ, I_ю, ва I_ў ларга мос ҳолда қайтиш коэффициенти (R), ютилиш коэффициенти (α) ва ўтиш коэффициенти (T) деб белгилаш мумкин бўлади:

, ,
Бугер - Ламберт қонунига асосан кристалл юзасига тушган ёруғлик интенсивлиги кристаллда ютилади ва унинг миқдори кристалл қалинлигига экспоненциал қонун билан камайиб боради.

Бунда α – ютилиш коэффициенти деб аталади ва унинг бирлиги см^-1. Бу муносабатга кўра қайтган ёруғлик интенсивлигидан қолган қисми нинг қиймати e марта камайиши учун керак бўлган кристалл қалинлиги (Δd) нинг тескари қиймати бўлади, яъни Δd – фотонларнинг эркин югуриш йўли ҳисобланади.

Бунда:

га тенг бўлади. N – ҳажм бирлигидаги фотонни ютувчи атомлар миқдори, S - фотонни ютувчи атомнинг ютиш юзаси. Одатда унинг қиймати S~10^-17см².