1.3 固体中光的吸收 概述 1.基本吸收区 2.激子吸收 3.自由载流子吸收 4.声子吸 收 5.杂质吸收 6.自旋波量子吸收和回旋共振吸收1.3.1本征吸收 半导体吸收一个能量大于禁带宽度的光 子,电子由价带跃迁到导带,称本征吸 收 两种跃迁 直接跃迁:仅涉及一个(或多 个)光子的吸收。 间接跃迁:还包含声子的吸收 两种半导体:直接带隙半导体 间接带隙 半导体1.直接跃迁 是在两个直接能谷之间 的跃迁,仅垂直跃迁是 允许的 能量守恒 E f =h- | E i | 动量守恒 抛物线能带 得到 在k空间,k到k+dk之间终态与初态能量 差为 h 的状态对密度 直接跃迁情况下,吸收系数 AW if N(h) W if 为跃迁几率,所有跃迁都是许可的情况 下,W if 是常数,则 d B(h-E g ) 1/2 ,其中 有限范围内成立;需修正 在某些材料中,k=0 的直接跃迁是禁止的 ,k0的直接跃迁是允许的, W if 正比于k 2 , 正比于(h-E g ) ,则 d (h-E g ) 3/2 ,其中 重掺杂半导体的 本征吸收限向高 频方向移动,布 尔斯坦莫斯移 动 直接跃迁吸收系