半导体物理第10章半导体的光学性质和光电与发光现象.pdfVIP

第十章 半导体的光学性质和光半导体的光学性质和光 电与发光现象电与发光现象 研究半导体的能带结构以及位于禁带中的各种局部能级结构的研究半导体的能带结构以及位于禁带中的各种局部能级结构的最有效方法最有效方法是是研究研究 半导体和电磁波之间的相互作用。 半导体中位于能带或局部能级中的电子，吸收或放出与能级间能量差相等的光子 而发生跃迁的过程而发生跃迁的过程，可以通过可以通过光电导现象光电导现象和和光电效应光电效应用电学的方法进行检测用电学的方法进行检测。 光激发产生光激发产生激子激子的过程无法用电学的方法检测的过程无法用电学的方法检测，但可以通过光学方法进行观测但可以通过光学方法进行观测。 本章讨论本章讨论光和半导体相互作用的规律光和半导体相互作用的规律。 第十章第十章Part 1 10.1 半导体的光学常数 10.2 半导体中的光吸收 10.3 半导体的光电导 10.4 光生伏特效应 10.510.5 半导体发光半导体发光 半导体的光学常数 一、折射率和吸收系数 1、折射率和吸收系数 r r r ∂B ① B 磁感应强度 ∇×E − ∂∂t r r E 电场强度 r r ∂D ∇×H J + ②② r 磁场强度磁场强度 HH ∂∂t r r ③ D 电位移矢量 ∇•B 0 r ④ r 电流密度矢量 ∇•D 0 J 半导体是均匀的、各项通行的介质，所以有： r r J σE ⑤ r r DD ε ε EE ⑥⑥ r 0 r r ⑦ B μ μ H r 0 式中的常数 σ ，εr ，ε0 ，µ r ，µ 0 都是与坐标无关的量。 一、折射率和吸收系数 对 ① 式求旋度，得： r r 22 2 r ∂E ∂ E ∇ E −σμ μ −μ μ ε ε