物质中光的吸收和发射课件.ppt

物质形态及其变化1课件.ppt

,物质形态及其变化复习,知识点总结,温度,单位摄氏度,温度计,原理构造,使用方法,物态变化,种类,特点,吸放热,分子动理论,一温度：物体的冷热程度用温度表示,注意：只凭感觉不能准确判断物体冷热程度,二温度计：,1常用温度计是根据液体热胀冷缩,

《物质中光的吸收和发射课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物质中光的吸收和发射课件.ppt（75页珍藏版）》请在上搜索。

1、第一章 物质中光的吸收和发射,1.1 光学的基本物理常数1.光的吸收是物质普遍性质。吸收系数,小，透明， 大，被吸收,1.1 光学的基本物理常数,2.麦克斯韦方程组 非磁性电中性介质中，=0，M=0,物质方程,3.分析1)由方程变换,这是电场E的普通波动方程。揭示极化电荷和传导电流对光场的影响。极化项可解释吸收、色散、双折射和旋光性等。,线性光学的基本方程，波动方程，描述各向同性均匀介质中的光学现象，衍射，干涉,2）求解波动方程，单色平面波,3）,当考虑固体中光的吸收时,式中虚数部分为极化电流，不消耗电磁场能量.实数部分符合欧姆定律，j=E，得到=02(),单位时间电磁场消耗在电偶极子上的能量。

系统可靠性理论与威布尔分布(精选PPT)课件.ppt

系统可靠性理论与工程实践,1,内容安排,1 系统可靠性基础理论 理论体系探讨2工程实践 Intersil公司 Ford公司3 可靠性工程几个热点问题 发展趋势展望,2,可靠性,一个满意的顾客会告诉8个人，一个不满意的顾客会告诉20个人，只有,

2、，即单位时间介质吸收的能量为,介质的光吸收特性与2（）有关。,4.折射率、介电系数、电导率,1)折射率 吸收介质中,这就是1()、2()与n、的关系,2）由经典电磁理论得到,、与n、的关系,3)固体中光的吸收系数=0，=0，n为实数，入射光没有衰减0，0， n为复数，入射光有衰减4)垂直入射的情况下，表面的反射系数为,1.2 气体中光的吸收和发射,1.2.1 气体中光的吸收地球大气的吸收特性地球大气1-5 m有7个大气窗口，8-14m,1.2.2 气体中光的发射,发光过程 1）激发；2）发射1）激发 热激发、射线激发、放电激发、光激发气体放电中第一类非弹性碰撞e*+AA*+e第二类非弹性碰撞A。

3、*+e e*+AA*+B A+B*+共振俘获激发 A1* A1+h h+A2 A2*,2）发射过程 发射光谱：与原子种类、气体压力等有关 简单讲，原子气体发射线光谱，双原子气体发射带光谱。 荧光：激发停止以后，所激发的光立即消失。磷光：激发停止以后，所激发的光仍能保持一段时间。余辉：任何形式的发光都存在一定的衰减过程。,1.3 固体中光的吸收,概述1.基本吸收区 2.激子吸收 3.自由载流子吸收 4.声子吸收 5.杂质吸收 6.自旋波量子吸收和回旋共振吸收,1.3.1本征吸收,半导体吸收一个能量大于禁带宽度的光子，电子由价带跃迁到导带，称本征吸收两种半导体：直接带隙半导体 间接带隙半导体两种跃。

4、迁 直接跃迁：仅涉及一个（或多个）光子的吸收。间接跃迁：还包含声子的吸收,1.直接跃迁,1)允许的直接跃迁是在两个直接能谷之间的跃迁，仅垂直跃迁是允许的能量守恒 Ef=h- | Ei |动量守恒,抛物线能带,得到,在k空间，k到k+dk之间终态与初态能量差为 h的状态对密度,直接跃迁情况下，吸收系数AWifN(h)Wif为跃迁几率，所有跃迁都是许可的情况下，Wif是常数，则dB(h-Eg)1/2,其中,有限范围内成立；需修正2)禁戒的直接跃迁在某些材料中，k=0的直接跃迁是禁止的,k0的直接跃迁是允许的， Wif正比于k2，正比于(h-Eg)，则d(h-Eg)3/2，其中,直接跃迁的吸收系数随。

5、频率的变化,（1）允许的跃迁 （2）禁止的跃迁,3)布尔斯坦-莫斯移动重掺杂半导体的本征吸收限向高频方向移动，布尔斯坦莫斯移动,4)带尾效应直接跃迁吸收系数的光谱曲线，吸收系数随光子能量减小呈指数衰减,2.间接跃迁,间接带隙，导带最低状态的k值与价带顶最高能量状态的k值不同，跃迁过程要引入声子的吸收和发射过程能量守恒hEp=Eg动量守恒,间接跃迁的吸收系数 i=e+a其中e和a分别为声子发射和吸收引起的贡献,纯净半导体低温下，吸收系数很低重掺杂半导体，低温时，声子数目少，散射过程可以近似看作弹性过程，补偿实现动量守恒；温度较高时，动量守恒主要依靠电子电子散射来完成,3.电场和温度对本征吸收的影。

6、响,1）电场的影响半导体放在电场E中能带发生倾斜，产生隧道效应,夫兰茨凯尔迪什效应入射光子hEg时，势垒有效宽度减小为,价带电子穿过势垒的几率明显增大，并可发生能量小于禁带宽度的光子本征吸收。吸收系数为,当入射光子hEg时,电场对吸收系数的影响比较复杂,吸收光谱表现为起伏依从的曲线.斯塔克效应有电场时原子发射谱线发生移动和分裂吸收系数,杂质晶格缺陷和位错形成局部内电场也会产生局部的夫兰茨凯尔迪什效应,2)温度的影响大多数半导体的禁带宽度随温度的升高而减小，少数半导体的禁带宽度随温度的升高而增加，从而影响本征吸收限,Ge不同温度时的光吸收，吸收曲线的肩形部分,1.3.2 激子吸收,基本吸收中，认为被激发电子变成了导带中自由粒子，价带中产生的空穴也是自由的。但是受激电子与空穴会彼此吸引(库仑场)，有可能形成束缚态，称为激子。电中性能在晶体中自由运动的激子称自由激子，又称瓦尼尔(Wannier)激子。不能自由运动的激子称束缚激子，又称弗伦克尔(Frankel)激子。,激子的产生是由于入射光子能量不足以使价带电子跃迁到导带，受激电子受到价带空穴束缚。束缚能,激子吸收谱是一系列分立的。直接带隙半。