ЛЕКЦІЯ 37

Фосфоресценція кристалофосфорів по зонній теорії

Кристалофосфори

Правило Стокса

Правило Стокса формулюється так: Довжина хвилі люмінесцентного випромінювання завжди більша за довжину хвилі світла, що збурило його.

Кристалофосфори – це ефективно люминесцующі штучно вирощені кристали з чужорідними домішками.

Домішкові рівні активатора розташовуються між валентною зоною і зоною провідності. Для виникнення тривалого свічіння кристалофосфор повинен містити центри захоплення, або пастки для електронів (Л1, Л2). Тривалість процесу визначається часом перебування електронів в пастках.

Контакт електронного і діркового напівпровідників (р-п-перехід)

1. Електронно-дірковий перехід (р-п-перехід)

Границя стикання двох напівпровідників, один з яких має електронну, а другий – діркову провідність, називається електронно-дірковим переходом(р-п-переходом).Ці переходи мають велике практичне значення, оскільки вони лежать в основі роботи багатьох напівпровідникових приладів.

Перехід не можна здійснити просто механічним з'єднанням двох напівпровідників: його створюють або при вирощуванні кристалів, або при їх відповідній обробці. Наприклад, для отриманняр-п-переходу на кристал германію п-типу накладається індієва "таблетка" (рис. 37.1, а). Ця система нагрівається приблизно при 500 °С у вакуумі або в атмосфері інертного газу; атоми індія диффундують на деяку глибину в германій. Потім розплав поволі охолоджують. Оскільки германій, що містить індій, має діркову провідність, то на границі розплаву, що закристалізувався, і германію п-типу утворюється р-п-перехід (рис. 37.1, б).

Рис. 37.1

2. Фізичні процеси, що відбуваються в р-п-переході

Розглянемо фізичні процеси, що відбуваються в р-п-переході (рис. 37.2).

Електрони з п-напівпровідника, де їх концентрація вище, будуть дифундувати в р-напівпровідник, де їх концентрація нижче. Дифузія ж дірок відбувається у зворотному напрямі – у напрямі р п. В п-напівпровіднику через вихід електронів поблизу межі залишається некомпенсований позитивний об'ємний заряд нерухомих іонізованих донорних атомів. В р-напівпровіднику через вихід дірок поблизу межі утворюється негативний об'ємний заряд нерухомих іонізованих акцепторів (рис. 37.2). Ці об'ємні заряди утворюють поблизу границі подвійний електричний шар, поле якого, направлене від п-області до р-області, перешкоджає подальшому переходу електронів у напрямі п р і дірок у напрямі р п . Якщо концентрації донорів і акцепторів в напівпровідниках п- і р-типу однакові, то товщина шарів, в яких локалізуються нерухомі заряди, однакова.

Рис. 37.2