4.1光源的物理基础 半导体物理 原子的能级、能带以及电子跃迁 自发辐射与受激辐射 半导体本征材料和非本征材料
4.1 光源的物理基础 半导体物理 原子的能级、能带以及电子跃迁 自发辐射与受激辐射 半导体本征材料和非本征材料
孤立原子的能级 围绕原子核旋转的电子能量不能任意取值,只能取 特定的离散值(离散轨道),这种现象称为电子能量 的量子化。 原子核 低能级 高能级 电子 电子优先抢占低能级
原子核 电子 高能级 低能级 孤立原子的能级 围绕原子核旋转的电子能量不能任意取值,只能取 特定的离散值(离散轨道),这种现象称为电子能量 的量子化。 电子优先抢占低能级
能带的分类 满带:各个能级都被电子填满的能带 禁带:两个能带之间的区域—其宽度直接决定导电性 价带:由最外层价电子能级分裂后形成的能带 空带:所有能级都没有电子填充的能带 E 空带 禁带 导带 未被电子占满的价带称为导带 价带 禁带 禁带的宽度称为带隙 满带
满带:各个能级都被电子填满的能带 禁带:两个能带之间的区域——其宽度直接决定导电性 能带的分类 空带:所有能级都没有电子填充的能带 价带:由最外层价电子能级分裂后形成的能带 未被电子占满的价带称为导带 禁带的宽度称为带隙
导体、绝缘体和半导体 导体: 绝缘体: (导)价带电子 无价带电子 禁带太宽 3~6eV 半导体: 满带电子激励 价带充满电子 成为导带电子 0.1~2eV 禁带较窄 0.1~2eV 满带留下空穴 外界能量激励
导体、绝缘体和半导体 导体: (导)价带电子 绝缘体: 无价带电子 禁带太宽 半导体: 价带充满电子 禁带较窄 外界能量激励 满带电子激励 成为导带电子 满带留下空穴
半导体:光作用下的跃迁和辐射 E2-E1=hv hv E2 电子.空穴对 Ev (a)受激跃迁 E2 E2 hv hv Ev E hv (b)自发辐射:非相干光 (c)受激辐射:相干光
半导体:光作用下的跃迁和辐射 E2 - E1 = hv E1 E2 (a) 受激跃迁 hv E1 E2 (b) 自发辐射:非相干光 hv E1 E2 (c) 受激辐射:相干光 hv hv hv 电子-空穴对