Реферат: Свойства арсенида индия

собственное или фундаментальное поглощение;

эксионное;

поглощение свободными носителями;

решетчатое;

внутризонное.

Полный коэффициент поглощения в случае одновременного участия нескольких механизмов поглощения равен:

. ------(3)

В указанном диапазоне длин волн 3-5 мкм и обычно используемой области температур 77-300 К работает в основном два механизма: собственное поглощение и поглощение на свободных носителях. В области собственного поглощения прямозонная структура арсенида индия обуславливает резкую зависимость коэффициента поглощения от энергии:

,

(4)

где e - заряд электрона, h - постоянная Планка, с - скорость света. В арсениде индия n-типа величина Е_g =0.35 эВ при Т=300 К, а показатель степени в выражении для a=0.85 n=1, в материале р-типа Е_g =0.36 эВ, а n=0.5.

В легированных образцах за счет малой эффективной массы электронов с увеличением концентрации носителей происходит быстрое заполнение зоны проводимости электронами, в следствии чего уровень Ферми находится выше дна зоны проводимости на величину энергии DE_n . В этом случае коэффициент поглощения описывается выражением

------(5)

т.е. происходит сдвиг края поглощения в сторону больших энергий.

Поглощение на свободных носителях в области длин волн, превышающих 3 мкм, хотя слабее, чем собственное, тем не менее может играть значительную роль в сильно легированных образцах. В этом случае a описывается выражением

------(6)

где n - показатель преломления, s - проводимость, l - длина волны,

Оценки показывают, что при l=3 мкм и n=10¹⁸ см^-3 в пластине арсенида индия толщиной 400 мкм поглотится около 80% светового потока.

Подвижность в арсениде индия.

Подвижность носителей заряда в кристаллах арсенида индия ограничивается несколькими механизмами рассеивания:

рассеянием на оптических и акустических фононах;

на ионных примесях;

на нейтральных примесях:

на дефектах кристаллической решетки (дислокациях):

на носителях заряда.

В приближении времени релаксации t подвижность вычисляется по формуле

------------(7)

где t - вычисляется для каждого механизма рассеивания отдельно.

В монокристаллических объемных образцах арсенида индия достигнуты следующие значения подвижности: