Исследование спектральной зависимости фоточувствительности полупроводников (С, М)

Исследование спектральной зависимости фоточувствительности полупроводников (С, М)

М.В. Шилова, Ю.С. Попов

Целью работы является освоение методики исследования фоточувствительности полупроводников и определение ширины запрещённой зоны и энергии ионизации примесей.

Фоточувствительность полупроводников, обусловленная внутренним фотоэффектом, может проявляться в виде фотопроводимости (ФП) или различных фотовольтаических эффектов (фотоэдс Дембера, фотоэдс и др.)

1.ФОТОПРОВОДИМОСТЬ

Изменение проводимости полупроводника под действием  электромагнитного излучения называется фотопроводимостью. Так как равновесная проводимость полупроводника  в общем случае определяется выражением

                                    (1)

где  и - подвижности, а  и - равновесные концентрации свободных электронов и дырок соответственно, то изменение проводимости при освещении  может быть обусловлено изменением, как концентрации, так и подвижности носителей. Однако в большинстве случаев изменением подвижности можно пренебречь.

            Действительно, неравновесные электроны и дырки, образованные в результате взаимодействия с фотонами достаточно больших энергий, сразу же после ионизации могут иметь энергию, существенно превышающую равновесную(). Однако в результате взаимодействия с фононами и дефектами решётки неравновесные носители быстро (за время <10с) приобретают температуру решётки и, следовательно, их энергия становиться равной средней тепловой энергии равновесных носителей. Как правило, время жизни  неравновесных носителей значительно превосходит 10с., составляя 10 поэтому большую часть времени жизни до рекомбинации неравновесные носители имеют такую же среднюю энергию, как и равновесные, и, следовательно, параметры неравновесных носителей (в частности, подвижность) практически не отличаются от параметров равновесных.