3582328168

1. Wyjaśnij korzystając z modelu pasmowego materiału półprzewodnikowego proces rekombinacji promienistej prowadzący do spontanicznej emisji światła.

Generacja światła jest skutkiem rekombinacji promienistej nadmiarowych par elektron - dziura, wprowadzonych do półprzewodnika w wyniku zewnętrznego pobudzenia. Najczęściej pobudzenie to jest spowodowane wstrzykiwaniem nośników ładunku w wyniku przepływu prądu elektrycznego przez złącze p -n lub heterozlącze p-n. Proces rekombinacji promienistej jest przejściem elektronu z pasma przewodnictwa (We) do pasma walencyjnego (Wv) a energia tracona w tym procesie przez elektron jest emitowana w postaci fotonu o energii hv ~ W,,. W wyniku obserwuje się zjawisko spontanicznej emisji światła na zewnątrz półprzewodnika noszące nazwę ELEKlROLUMINESCENC.il (elektron -s świecenie).

-Rekombinacja promienista zachodzi przede wszystk

m w półprzewodnikach o prostej przerwie energetycznej

po procesie

przed procesem

hv

1 24

Mpm] = ^_r[eV]

emisja spontaniczna

2.    Korzystając z modelu pasmowego złącza p-n przedstaw mechanizm spontanicznej emisji światła. Jak należy spolaryzować złącze p-n by była ona możliwa? Przy jakich wartościach napięć zasilających zachodzi to

zjawisko?

Emisja spontaniczna występuje przy niskich wartościach napięcia U(V.,) polaryzującego złącze. Dochodzi wówczas wewnątrz struktury złącza do wewnętrzny cli odbić emitowanego promieniowania. Emisja spontaniczna jest procesem losowymi i jest podstawowym procesem występującym w diodach elektroluminescencyjnych. Dioda LED wymaga polaryzacji złącza p-n w kierunku przewodzenia.

+ rys z wyżej !!!!!!!

3. Przedstaw korzystając z modelu pasmowego materiału półprzewodnikowego proces rekombinacji promienistej prowadzący do emisji stymulowanej. Czym charakteryzuje się tego rodzaju emisja? W jakim przyrządzie półprzewodnikowym efekt ten wykorzystuje się?

Gdy napięcie polaiyzujące złącze rośnie, emisja staje się tzw. emisją stymulowaną (zwaną też wymuszoną). Emisja stymulow ana jest wynikiem rekombinacji wymuszonej przez fotony.

po procesie

przed procesem

hv_Cv

hv_cv

O

W_v

(w fazie)

emisja stymulowana

Cechą cliarakt ety styczną emisji stymulowanej jest to. że wyemitowany foton ma fazę drgań oraz kierunek rozchodzenia się zgodny z fotonem wywołującymi przejście wymuszone - promieniowanie spójne.

4. Przedstaw jak rodzaj występującej emisji i charakter charakterystyki widmowej zależy od wartości napięcia zasilania złącza p-n.