光电检测应用中的基础知识.pptVIP

2）掺5族元素时------N型半导体的能级 处于共价键之外 低温下 价带 导带 禁带 杂质能级 价带 导带 禁带 施主能级 本征激发+杂质激发 价带 导带 禁带 杂质能级 低温下 常温下 被激发至导带 3）掺3族元素时-----P型半导体 低温下 B 价带 导带 杂质能级 价带 导带 杂质能级 常温下 B 低温下 受主能级 价带 导带 杂质激发+本征激发 1.2.2热平衡下的载流子浓度 本征半导体中的载流子 价带 导带 禁带 本征激发 开始时：激发复合 复合 一段时间后：激发=复合 （载流子浓度增大） （载流子浓度稳定） 热平衡状态 设由低温到高温的过程 1.2.3 半导体中的非平衡载流子 非平衡载流子--- 通过注入或光激发方式使载流了浓度超出热平衡时的浓度，这些超出的载流子通常称为非平衡载流子，或过剩载流子。 1.半导体材料的光吸收效应 1）本征吸收 价带 导带 常温光照时 价带 导带 常温无光照时 Eg 要发生光电导效应，必须满足： 单位是μm 2）杂质吸收 N型半导体： 价带 导带 低温无光照时 Ed 价带 导带 低温有光照时 价带 导带 低温无光照时 Ea 工作时温度要低---防止热激发 价带 导带 低温有光照时 P型半导体： 2. 非平衡载流子浓度 光照射半导体时： 载流子的浓度增加 停止光照射后： 由于复合，载流子的浓度不断的减少，直到热平衡 复合方式有 直接复合---导带中的电子直接回到价带填充空位 间接复合---通过“缺陷、错位、杂质”等形成的复合中心复合 价带 导带 价带 导带 1.2.4 载流子的扩散和漂移 1.扩散 ------在某种作用下（如光照），使材料中的局部位置的光生载流子浓度高于其它地方的载流了浓度，这时载流子就从浓度高的地方向浓度低的地方运动，这种现象称为扩散 扩散形成电流的大小： 2.飘移 ------在电场做用下电荷的移动 对于空穴导电 2.总电流 电子 空穴 总电流 1.3 基本定律 1.3.1 黑体辐射定律 黑体：有一类物体其表面不反射光，它们能够在任何温度下吸收射来的一切电磁辐射，这类物体就叫绝对黑体。 吸收比: 模拟黑体： 反射比: 1. 基尔霍夫定律 2. 普朗克辐射公式 常数 光谱发射率 短波区或温度不高的情况下 ------吸收能力强，发射能力也强 3. 斯忒藩-玻耳兹曼定律 700K 900K 400K λ(μm） 2 Me(λ,T) 4 6 8 短波区或温度不高的情况下 一定温度下总的辐射出射度 4. 维恩位移定律 Me(λ,T) * * * 序 信息检测技术 光学检测技术 电子检测技术 易与物质发生联系，传播速度快,频带宽，信息容量大 易存储，可转移，好控制 光电检测技术 光电信息技术是光子技术与微 电子技术的结合，是现代信息技术 的核心，已广泛应用于各行各业。 随着现代信息技术的发展，光子以其独特的优点，具有极快的响应速度，极大的频宽，信息容量和极高的信息效率推动信息科学技术的发展，具有越来越大的竞争力，光电信息产业在市场的份额逐年增加。光子技术与微电子技术结合，相互交叉、相互渗透与补充已经成 为信息科学技术的主体之一，光子和微电子是现代信息产业的 基础和核心，光电信息产业已成为世界上发达国家的主导产业。 美国政府: 已将 光子学与光子技术列为国家发展的重点 ，认为该领域“在国家安全与经济竞争方面 有深远的意义和潜力”，并肯定“通信和 计算机研究与发展的未来世界属于光子学领域”， 美国商务部指出： “90年代， 全世界光子产业以比微电子产业高得多 的速度发展，谁在光子产业方面取得主 动权，谁就将在21世纪的尖端科技的较 量中夺魁”。 德国: 政府已确定光子学 是本世纪初“对保持德国在国际技术市场 上的先进地位至关重要的关键技术之一” 。在日本有评论认为‘21世纪具有代表意义的主导产 业，第一是光子产业，第二是信息通信产业……”。 我国: 政府十分重视光电子技术和产业的发展，已将它列入国民经济优先发展的领域，把光电子产业列为国家重点发展计划，继1986年3月王大恒等四位专家倡导的“863计划”之后，在此基础上开始了“973计划”，这两个高科技计划的 重点是光电子产业。据国家统计资料显示，世纪具有代表意义的主导产业，第一是光子产业，第二是信息通信产业……”。 本课程所讨论的主要内容 第一章：光电检测应用中的基础知识 第二章：光电检测中的常用光源 第三章：结型光电器件 第四章：光电导器件 第五章：真空光电器件 补充：光电测试技术的一些简单应用 第六章：真空成像器件 第八章：红外辐射与红外探测器 第七章：固体成像器件 第9章：光导纤维与光纤传感器 第一章