Теория поглощения и испускания света в полупроводниках - Грибковский В.П.
Теория поглощения и испускания света в полупроводниках
Автор: Грибковский В.П.Издательство: М.: Наука и техника
Год издания: 1975
Страницы: 464
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176
Скачать:
В. П. ГРИБКОВСКИЙ
ТЕОРИЯ
ПОГЛОЩЕНИЯ И ИСПУСКАНИЯ СВЕТА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА И ТЕХНИКА» МИНСК 1975
УДК 535.34+5^*5 37 + 539.293 + 621.378
Грибковский В. П. Теория поглощения н испускания света в полупроводниках. Минск, «Наука и техника», 1975, 464 с.
В книге с единой точки зрения излагается теория поглощения и усиления света, спонтанной и стимулированной рекомбинации в полупроводниках. Особое внимание уделено взаимодействию вещества с мощными потоками излучения, которые приводят к появлению эффектов насыщения. Впервые в монографической литературе по полупроводникам рассмотрен ряд принципиальных вопросов теории люминесценции: изложена
методика вычисления люминесценции как превышения над фоном теплового испускания, сформулирован критерий появления отрицательной люминесценции, проанализировано универсальное соотношение между спектрами люминесценции и поглощения при отсутствии термодинамического равновесия, показана аналогия оптических свойств сложных молекул и полупроводников.
Рассчитана на научных сотрудников, аспирантов, специалистов, занимающихся разработкой, созданием и применением полупроводниковых лазеров, фототропных фильтров и оптоэлектронных устройств. Может быть также использована студентами физических факультетов вузов.
Таблиц 7. Иллюстраций 141. Библиография — 801 название.
Редактор академик АН БССР Б. И. СТЕПАНОВ
Рецензенты: доктор физико-математических наук профессор В. Д. Ткачев, доктор физико-математических наук П. А. Апанасевич, кандидат физико-математических наук А. Т. Маханек
20405—065 Г-------------97—75
М316—75
© Издательство «Наука и техника», 1975.
ВВЕДЕНИЕ
В истории развития физики и техники полупроводников можно выделить четыре периода.
Первый период охватывает XIX век и первую четверть XX века. Это предыстория учения о полупроводниках. Полупроводники уже открыты, по совокупности специфических свойств выделены в особый класс веществ, но еще не существует физики полупроводников как самостоятельного раздела науки.
В 1833 г. Н. Фарадей установил, что электросопротивление сернистого серебра падает с ростом температуры. Такая закономерность при высоких температурах типична для всех полупроводников в отличие от металлов, у которых сопротивление растет с повышением температуры. Через сорок лет В. Смит открыл фоточувствительность селена, известного с 1817 г., и построил первые фотосопротивления. В 1879 г. Е. Холл обнаружил возникновение поперечной э.д.с. при прохождении электрического тока через проводник, помещенный в магнитное поле. Эффект Холла сразу же стал использоваться для определения концентрации и типа носителей заряда в полупроводниках. В этот же период было установлено выпрямляющее действие контактов металл — полупроводник (1886 г.), а в 1923 г. О. В. Лосев обнаружил свечение при прохождении тока через такие контакты в карбиде кремния.
Необычные свойства полупроводников невозможно было объяснить на основе классической физики, и они не находили сколько-нибудь серьезного применения в технике. Созданные к этому времени кристаллические точечные диоды, выпрямители и фотосопротивления были маломощны, капризны, неустойчивы в работе и практически не выходили за пределы научных лабораторий.
Второй период — период становления физики полупроводников как науки и создания приборов на основе полупроводниковых материалов — начался после возникновения квантовой механики и разработки более совершенной технологии выращивания чистых монокристаллов. В 1927 г. Л. Грондель и П. Гейгер построили технический выпрямитель на закиси
3
меди. К 1930 г. трудами А. Вильсона и Н. Мотта в Англии, В. Шоттки и К- Вагнера в Германии, А. Ф. Иоффе и Я. А. Френкеля в СССР были заложены основы современной физики полупроводников.
Концентрация и движение носителей заряда в полупроводниках сильно зависят от наличия примесей в кристалле и от температуры, весьма чувствительны к действию электрического и магнитного полей и светового облучения. Появляется обширная литература, посвященная исследованию всех этих эффектов и созданию на их основе разнообразных приборов. Однако в этот же период электронная лампа вытесняет кристаллические детекторы. К началу второй мировой войны они почти полностью сошли со сцены.
В 1948 г. Д. Бардин, В. Брэттен и В. Шокли открыли транзисторный эффект и создали первый полупроводниковый триод (транзистор) — аналог усилительной лампы. С этого времени начался новый, третий, период бурного развития полупроводниковой радиотехники, автоматики и телемеханики.
Работа электронной лампы и транзистора основана на управлении потоком свободных или квазисвободных электронов. Чтобы создать поток электронов в лампе, необходимо затратить энергию на нагревание катода и обеспечить на их пути высокий вакуум. В транзисторе необходимые электроны вводятся путем легирования кристалла при его выращивании и изготовлении прибора. Концентрация и плотность потока электронов в полупроводнике во много раз больше, чем в электронной лампе. Поэтому полупроводниковые приборы миниатюрны, экономичны, механически прочны и всегда готовы к действию.
