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文档介绍
半导体物理基础
半导体激光器的工作原理
半导体的能带结构 半导体晶体中的电子状态不同于独立原子中的电子状态,但两者之间必然存在着联系。
半导体物理基础
。 在K(动量)空间中,或者说在能量(E)与动量(K)的坐标系中,。
几何空间中半导体能带示意图
E-K空间中半导体能带示意图
电子在能带之间的跃迁 半导体中的载流子处于复杂的动态过程,主要包括带间跃迁、能带与杂质能级之间跃迁、带内松弛、带内光吸收等。 1. 带间跃迁产生的几种效应 2. 带间跃迁几率
(1) 跃迁初态为电子占据的几率,终态为电子空缺的几率。电子属于费米子,服从费米-狄拉克统计分布,即在温度为T热平衡状态下,某一能量为E的能态为电子占据的几率f(E)为 (10-1)
式中k为玻耳兹曼常数。显然能态E未被电子占据的几率为 (10-2)
(2) 电子态密度。电子在某一能带中的态密度取决于电子在该能带的有效质量和在能带中的能量(能级)。导带和价带中的电子态密度分别为 (10-3) (10-4)
(3) 光子数密度。半导体激光器是基于光子与电子的相互作用,直接将电能转换成光能的器件。显然,这种相互作用强度与单位体积、单位频率间隔内的光子能量密度P(υ)有关,其表达式为 (10-5)
半导体激光器的工作原理
半导体的能带结构 半导体晶体中的电子状态不同于独立原子中的电子状态,但两者之间必然存在着联系。
半导体物理基础
。 在K(动量)空间中,或者说在能量(E)与动量(K)的坐标系中,。
几何空间中半导体能带示意图
E-K空间中半导体能带示意图
电子在能带之间的跃迁 半导体中的载流子处于复杂的动态过程,主要包括带间跃迁、能带与杂质能级之间跃迁、带内松弛、带内光吸收等。 1. 带间跃迁产生的几种效应 2. 带间跃迁几率
(1) 跃迁初态为电子占据的几率,终态为电子空缺的几率。电子属于费米子,服从费米-狄拉克统计分布,即在温度为T热平衡状态下,某一能量为E的能态为电子占据的几率f(E)为 (10-1)
式中k为玻耳兹曼常数。显然能态E未被电子占据的几率为 (10-2)
(2) 电子态密度。电子在某一能带中的态密度取决于电子在该能带的有效质量和在能带中的能量(能级)。导带和价带中的电子态密度分别为 (10-3) (10-4)
(3) 光子数密度。半导体激光器是基于光子与电子的相互作用,直接将电能转换成光能的器件。显然,这种相互作用强度与单位体积、单位频率间隔内的光子能量密度P(υ)有关,其表达式为 (10-5)
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