|
Мундарижа
|
| bet | 17/20 | | Sana | 15.07.2024 | | Hajmi | 2,12 Mb. | | #267675 |
Bog'liq mustaqil ish (no41)2.7- rasm YArim otkazgichli ayrim materiallar uchun optik yutilish korsatkichining energiyada ozgarishi.1 Si, 2 CdTe, 3 GaAs, 4 InP.
Materialning yutilish koeffitsienti yutilish korsakichi K bilan munosabat orkali boglangan. SHunday qilib, malum va aniq qalinlikka ega bolgan yarim otkazgich material namunalaridan otayotgan optik nurlanish intensivligini ozgartirib K va ning shu modda uchun qiymatlarini topish mumkin.
Elektronika elementlari tayyorlanadigan ayrim yarim otkazgich materiallar uchun 1-rasmda ning energiyadan ozgarishi keltirilgan. Rasmdan korinadiki, yutilish korsatkichi ning spektral xarakteristikasi keltirilgan yarim otkazgich materiallarda bir-biridan katta farq qiladi va bu farq asosan ularning sohali tuzilmasi va optik otishlar xarakteriga bogliqdir. CdTe, GaAs, InP materiallarida togridan-togri soha-soha xarakteridagi optik otishlar mavjud bolib, nurlanish spektrida Eg dan ortiq energiyali fotonlar paydo bolishi bilan tezda darajasiga kotariladi.
Kremniy materiallarida esa yutilish jarayoni 1,1 eV dan boshlab togri bolmagan energetik otishlar orqali boladi va buning uchun ham yoruglik kvanti, hamda panjara tebranishlari kvanti-fotonlar ishtiroki talab qilinadi. SHuning uchun, yutilish korsatkichi asta-sekin ortib boradi. Faqat fotonlar energiyasi 2,5 eV ga etgandan keyingina soha-sohali otishlar togridan-togri otishlarga aylanadi va yutilshi keskin orta boradi.
Yutilish koeffitsientining spektral xarakteristikasi shuni korsatadiki, kremniy materialidan foydalanib, Quyosh spektrining juda katta qismini elektr tokiga aylantirish mumkin. Masalan, atmosferadan tashqaridagi quyosh nurlanishi uchun (AM 0) bu 74 % ni tashkil qiladi. Holbuki, agar material sifatida GaAs yarim otkazgich olinsa faqat 63 % quyosh nurlanishini elektr energiyasiga aylantirish mumkin. Ammo, «togrimas» optik otishlarning asosiy yutilish chegarasida ning qiymati katta bolmaganligi sababli, butun keltirilgan quyosh spektri yutilishi uchun kremniyli quyosh elementi ning qalinligi 250 mkm dan kam bolmasligi kerak. Holbuki, xudi shunday sharoit uchun GaAs materialning qalinligi 2-5 mkm bolishi kifoyadir. SHuning uchun spektral xarakteristikaning bu xususiyatlarini yuqori samarali va yupqa qatlamli quyosh elementi ishlab chiqishda ahamiyati katta ekanligini doimo hisobga olish zarur.
Agar, yarim otkazgich sirtiga tushayotgan fotonlar energiyasi kam bolib, yutilish natijasida elektronlarni valent sohadan otkazuvchanlik sohasiga chiqara olmasa, nurlanish tasirida elektron kristall ichida ruxsat etilmagan sohalarga otishi mumkin. Bunday holat uchun yutilishning spektral xarakteristikasini asosiy yutilish chegarasidan keyingi uzun tolqinli qismida sezilishi mumkin. Bunday yutilish erkin zaryad tashuvchilar yutilishi deyiladi va bu jarayon shunday zaryad tashuvchilar konsentratsiyasiga bogliq boladi. Erkin zaryad tashuvchilar engil ionizatsiya bola oladigan kirishmalar konsentratsiyasiga bogliq bolgani uchun, yutilish ham unga togridan-togri bogliq boladi. yarim otkazgich materiallarda bunday uzun tolqinli yutilish xususiyatlarini organish natijasida yutilishning bir necha turi aniqlangan. Jumladan, fazoviy panjara tebranishlarida yutilish, kirishmalarda yutilish, eksitonlarda yutilish. Eksiton boglangan elektron-teshik juftligi bolib, zaryad tashuvchilar konsentratsiyasini ozgartirmaydi. CHunki kristall ichida alohida elektron yoki teshik harakatlari emas, balki boglangan holat harakatidir.
Yutilish spektrlari kristall tuzilishi xususida kerakli har tomonlama foydali malumotlar beradi Jumladan, legirlanish darajasi, kirishmalarning aktivlanish energiyasini va ularning taqiqlangan zonada joylashgan energetik sathlarini aniqlashga imkon beradi. Masalan, yutilish spektrlari asosida kremniyda kislorodning bor yoki yoqligini aniqlash mumkin (9 mkm). Spektrning uzun tolqinli sohasida akslanish koeffitsienti R, bunday kirishmalar ortishi bilan keskin osishi kuzatiladi.
|
| |
