Спектрална зависимост - Фотопроводимост - Технически речник том V
Спектралната зависимост на фотопроводимостта се определя основно от спектралната зависимост на скоростта на генериране. Енергийни нива на примеси в полупроводник. Спектър на примесно поглъщане на светлина от арсен. Появата на e. д.с. върху полупроводниковите пластини, когато са осветени от светлина. Спектралната зависимост на фотопроводимостта се определя главно от спектралната зависимост на скоростта на генериране на носител. Спектралната зависимост на фотопроводимостта съответства на зависимостта на a и m] от енергията на фотона. Фотопроводимостта възниква, когато се възбужда само от такова излъчване, когато енергията на фотона надвишава определена прагова стойност. За собственото поглъщане праговата енергия се определя от забранената зона, а за поглъщането на примеси се определя от енергията на активиране на съответното ниво на центъра на примеса. На фиг. 2.6 е показана спектралната зависимост на фотопроводимостта. Проучването на спектралната зависимост на фотопроводимостта и нейната промяна с температурата и допълнителното осветление, както и изследването на възхода и падането на фотопроводимостта, са мощен инструмент за изучаване на структурата на енергийните ленти на полупроводник, енергийното положение на дълбоки и плитки нечленни състояния, тяхното зареждане на сечение и тяхното заснемане на секции за зареждане на заряд. Използвайки графиката на спектралната зависимост на фотопроводимостта, е лесно да се намери съотношението на фотопроводимостите на пробата при две дължини на вълната, за които е изпълнено условието за повърхностно генериране на носители на заряд. Абсорбционни спектри на тетрафенилпорфин. Първото изследване на спектралната зависимост на фотопроводимостта принадлежи на Вартанян [10], който показва, че за полученатачрез отлагане от разтвори на тънки слоеве трипафлавин, който има относително тясна лента на поглъщане, кривата на спектралното разпределение на фотоелектричната чувствителност зависи от дебелината на слоя. Въпросът за спектралната зависимост на фотопроводимостта ще бъде допълнително обсъден по-долу във връзка с работата по изследване на повърхностната рекомбинация и върху методите за определяне на енергиите на оптично активиране на фотопроводимостта на органични фотопроводници. Изразът (4.13) описва спектралната зависимост на фотопроводимостта на полупроводников материал, тъй като коефициентът на поглъщане a зависи от дължината на вълната на светлината. Зависимост на фотопроводимостта на германий с примеси Mn, Ni, Co и Fe от енергията на фотона AV. На фиг. 1.40 показва спектралните зависимости на фотопроводимостта на германий с различни примеси. Енергията, съответстваща на дълговълновата граница на фотопроводимостта на примеса, е близка до енергията на неговата термична йонизация. Както бе споменато по-горе, спектралната зависимост на фотопроводимостта на проби от електрони и дупки в областта на примесите е по същество една и съща. Въпреки това, относителната стойност на фототока в определен участък от спектъра, например при 0,5 eV, се различава значително за проби с различни видове проводимост. Относителната фотопроводимост, изразена в произволни единици, варира от 1 до 10 единици за дупкови проби и от 102 до 104 единици за електронни проби. Времевите константи на последните са приблизително 10–100 пъти по-високи от съответните стойности за дупкови проби. Резултатът от екстраполацията на поведението на прага на спектралната зависимост на фотопроводимостта е показан на фиг. 2.3.3. Поради ниската чувствителност на формата на функцията ( hv - E) към стойностите на n в рамките на 2 5 4, не е възможно да се направят заключения относно приложимостта на теорията за прецизиране на стойностите на n в тези граници.възможен.
На фиг. 131 - 133 показват спектралните зависимости на фотопроводимостта и абсорбцията за тези три комплекса. Въз основа на експерименталния факт, че за много фотопроводници спектралната зависимост на фотопроводимостта в областта на нейното дълговълново разпадане следва експоненциален закон, Мос показа, че оптичната енергия на активиране може да бъде определена от стойността на дължината на вълната, за която фотопроводимостта е половината от нейната стойност при максимума, непосредствено предхождащ експоненциалното спадане. Спектралната зависимост на фотопроводимостта af ( b близо до основния ръб на поглъщане. Наличието на процес на повърхностна рекомбинация може да повлияе не само на стационарната стойност на фотопроводимостта, но и на спектралната зависимост на фотопроводимостта. Екситонната природа на оптичното възбуждане, водещо до фотопроводимост, също се посочва от Еременко и Медведев [47], които, използвайки примера на същия антрацен, показа, че дифузионният път на екситоните, определен от спектралната зависимост на фотопроводника (приемайки екситонния произход на фотопроводимостта), съвпада с дължината на екситонния път, определена от спектралната зависимост на интензитета на луминесценция. Резултатите от съответните изследвания позволиха да се направят редица заключения за естеството на системата от повърхностна рекомбинация и центрове за улавяне, които бяха допълнително допълнени от данни от изследвания на рекомбинация и улавяне при различни кристалографски ориентации на повърхността на пробите, както и резултатите от изследване на спектралната зависимост на фотопроводимостта, дължаща се на възбуждането на повърхностните нива. Тези резултати на първо място позволиха да се докаже непригодността на често използваното предположение за преобладаването на рекомбинациятацентрове от същия тип, които определят скоростта на повърхностна рекомбинация в нейния максимум. Последният експеримент заслужава по-подробно разглеждане. Вероятно аномалното поведение на мобилността влияе на големината, а не на спектралната зависимост, на фотопроводимостта в проби от същия тип. В един от образците, легирани с никел, спектралната зависимост на фотопроводимостта в диапазона от 070 до 045 eV съответства на електронен материал, а в диапазона от 045 до 022 eV - на материал с дупки. От голям интерес е не само въпросът за механизма на фотопроводимостта в тях, но и проблемът за определяне на местоположението на нивата на примеси въз основа на спектралната зависимост на фотопроводимостта. Когато долните нива са само частично запълнени, зависимостта на фотопроводимостта от дължината на вълната при хелиеви температури има осцилиращ характер. В такава система се наблюдава увеличение на фотопроводимостта с фактор 103 - 108 в сравнение с фотопроводимостта на отделния полимер и акцептор. По този начин, за системата полифенилацетилен - хлоранил, фотопроводимостта на Stf е в диапазона 0 6 - 2 3 - K) - 7 (R 440 nm) в сравнение с (Ti10 - 13 ohm-1 cm-1 за полимер без акцептор. Важно е да се отбележи, че спектралната зависимост на фотопроводимостта в областта на дългите вълни се определя от абсорбцията спектър на полимера Ефектът от значително увеличение на фотопроводимостта при създаване на хетерофазна полимер-акцепторна система се наблюдава върху голям брой полимери с конюгирани Вероятно аномалното поведение на мобилността влияе по-скоро на големината, отколкото на спектралната зависимост, на фотопроводимостта в проби от същия тип. диапазонът от 0,70 до 0,45 eV съответства на електронен материал, а в диапазона от0,45 до 0,22 eV-дупка. Спектралната зависимост на фотопроводимостта съответства на зависимостта на a и m] от енергията на фотона. Фотопроводимостта възниква, когато се възбужда само от такова излъчване, когато енергията на фотона надвишава определена прагова стойност. За собственото поглъщане праговата енергия се определя от забранената зона, а за поглъщането на примеси се определя от енергията на активиране на съответното ниво на центъра на примеса. На фиг. 2.6 е показана спектралната зависимост на фотопроводимостта. В полета с напрежение по-малко от няколко киловолта на 1 cm, фототокът z се променя според закона на Ом. Това означава, че дупковият тип проводимост често се дължи на наличието на адсорбиран кислород, силен акцептор на електрони, който променя съотношението на електрони и дупки в полза на последните. По правило знакът на носителите на фототока съвпада със знака на тъмните носители. Органичните полупроводници проявяват фотоелектрична чувствителност в широк честотен диапазон на спектъра. Изследването на спектралната зависимост на фотопроводимостта показа, че в много тънки слоеве или в монокристал максималните стойности на фототока съвпадат с максимумите в абсорбционните спектри. Въпреки това, за обикновени поликристални обекти се наблюдава минимум на фототока в областта на максимума на абсорбцията. Това се обяснява с факта, че интензивното образуване на носители на фототок, което възниква под действието на абсорбираната светлина в обема на веществото, може да не доведе до увеличаване на фототока поради още по-интензивна рекомбинация (изчезване) на тези носители, което се случва при осветяване на повърхността. Спектралната зависимост на фототока в инфрачервената област (отвъд ръба на собственото му поглъщане) се определя от разпределението на TEC върху забранената лента на полупроводника. Стойността на ops зависи слабо от дължината на вълната. Ленти на фоточувствителност в области 1 1 и 1 6 µmсвързани с дефекти от радиационен тип на интерфейса. Във видимата и ултравиолетовата област на спектъра се наблюдава увеличение на фототока с намаляване на X. Това съответства на спектралната зависимост на фотопроводимостта на областта на повърхностния пространствен заряд (фиг. 10.7): jb-a Lp n / - - aLp n), където Lp n е дължината на дифузия на второстепенните носители на заряд. Увеличаването на фоточувствителността с увеличаване на a съответства на повърхностното поглъщане на светлина. Наблюдават се и спектрални пикове на фототока, съответстващи на преходите лента-лента в близост до критичните точки на пластира на Брилюен.