Lab 14

Малюнок 14.1 - Залежність фотопровідності і коефіцієнта

поглинання від довжини хвилі

2 - коефіцієнт поглинання

.

В цьому випадку фотони розподілені всередині зразка рівномірно і лише невелика їх частина поглинається в речовині. Виходить, чим більше

, тим більше фотонів, поглинаючись в зразку, генерують електронно-діркові пари, і тим більше, отже, фотопровідність.

У міру збільшення

, коли твір стає більше одиниці, практично всі фотони, які проникають в зразок, поглинаються в ньому. Фотопроводимость максимальна і з подальшим зростанням починає спадати.

Зменшення фотопровідності при

1 відбувається тому, що всі кванти світла поглинаються у вузькій області поблизу поверхні зразка. Час життя нерівноважних носіїв заряду поблизу поверхні в сотні і тисячі разів менше, ніж в обсязі напівпровідника, тому що концентрація дефектів поблизу поверхні значно вище. Чим більше, тим ближче до поверхні виявляються народжені електрони і дірки, а оскільки вони народжуються в дуже тонкому шарі, концентрація їх стає великою, що призводить до їх посиленою рекомбінації.

Таким чином, при

1 загибель носіїв на дефектах і їх посилена рекомбінація призводить до того, що число носіїв перестає змінюватися з ростом , а швидкість рекомбінації зростає. В результаті фотопровідність зменшується.

Зібрати схему, представлену на малюнку 14.2.

Для вимірювання параметрів використовується схема, представлена ​​на малюнку 14.2. Одна з поверхонь напівпровідникового зразка, що має форму прямокутної пластини, висвітлюється модульованим світлом. Світловий потік проходить через оптичну систему ОС, монохроматор МХ і переривається модулятором М. Фотострум, змінюється з частотою модуляції світла, створює напругу на резисторі

, включеному послідовно з зразком. Ця напруга підсилюється підсилювачем У і вимірюється електронним вольтметром змінного струму V.

Використовуючи наявні світлофільтри, необхідно експериментально визначити спектральну залежність фотопровідності від довжини хвилі падаючого випромінювання. Використовувати формулу (14.2), з огляду на, що

, для германію , , ,

.

залежність

відпредставлена ​​в таблиці 14.1. Побудувати графік.

Малюнок 14.2 - Схема установки для вимірювання стаціонарної

1 - джерело світла, ОС - оптична система, МХ - монохроматор,

М - модулятор, RH - резистор, У - підсилювач, V - вольтметр

коефіцієнт поглинання

пов'язаний з показником поглинаннянаступним чином:

.

Таблиця 14.1 - Показник поглинання германію

Побудувати графік залежності

() / -()) від . тут() - різниця максимального значення фотопровідності і фотопровідності, відповідної прямолінійній ділянці графіка(Малюнки 14.3; 14.4).

Використовуючи формулу (14.3)

визначити швидкість рекомбінації носіїв

, і дифузійну довжину (Відстань, пройдену фотоелектронами або дірками в напівпровіднику).

Малюнок 14.3 -залежних показника поглинання від довжини хвилі

Малюнок 14.4 - Графік залежності

() / -()) від

Фотопроводимость; швидкість генерації, швидкість рекомбінації.

Стаціонарна фотопровідність, основні співвідношення.

Спектральна залежність фотопровідності.

Метод визначення параметрів напівпровідників шляхом вимірювання стаціонарної фотопровідності.