Главная > Разное > Теория поглощения и испускания света в полупроводниках
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Ионизация экситонов в электрическом поле.

С электрическим полем связаны два механизма ионизации экситонов: ударная ионизация и электростатическая ионизация. Ионизация экситонов сопровождается уменьшением их концентрации и увеличением числя свободных носителей в зонах. На опыте ее можно обнаружить по увеличению электропроводности материала и уменьшению экситонной люминесценции.

Тушение люминесценции свободных и связанных экситонов, обусловленное их ударной ионизацией свободными носителями, разогретыми в электрическом поле, обнаружено в германии [387], фосфиде галлия [209], [388], арсениде галлия [389], теллуриде цинка [208].

На рис. 56 показано относительное уменьшение интенсивности фотолюминесценции в зависимости от величины приложенного электрического поля при двух значениях плотности возбуждающего потока (число квантов света на за 1 сек).

Электростатическая ионизация экситонов происходит в результате прямого разрыва связи между электроном и дыркой, образующих экситон, в электрическом поле. В германии это явление наблюдалось при напряженностях поля порядка 140 в/см [390].

Кроме прямого воздействия на экситоны электрическое поле может изменить их концентрацию и косвенным путем. Известно, что свободные носители экранируют кулоновское взаимодействие между зарядами. При определенной концентрации носителей электроны и дырки вообще не могут связываться в экситоны.

Концентрацию свободных носителей можно повысить различными способами и в частности путем ионизации примесей

Рис. 56. Зависимость интенсивности экситонной фотолюминесценции теллурида цинка от электрического поля:

Рис. 57. Спектры поглощения германия, легированного сурьмой, с

в электрическом поле. В слаболегированном германии достаточно приложить к образцу поле напряженностью 5 в/см, чтобы вызвать ионизацию донорных примесей [391].

В работах [392, 393] установлено, что параллельно с ионизацией примесей исчезает пик экситонного поглощения (рис. 57). Следовательно, в результате экранирования кулоновского взаимодействия экситоны не образуются. Как видно из рис. 57, это сопровождается изменением наклона кривой края оптического поглощения. Повышение температуры вызывает аналогичные изменения в спектре: экситонный пик исчезает, а кривая поглощения становится более пологой.

В образцах с меньшей концентрацией доноров ионизация примесей наступает при меньших полях, однако экситонный пик исчезает не полностью. Изменение спектра поглощения с увеличением поля происходит до тех пор, пока не наступит полная ионизация примеси. После этого спектр останется неизменным, если не вступят в действие механизмы электростатической и ударной ионизации экситонов.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление