1.2.2. Оптические свойства аморфных полупроводников. Особенности спектров поглощения.

Многие аморфные полупроводники проявляют ярко выраженную фотопроводимость. При этом в отличие от хорошо проводящих кристаллических полупроводников, количество фотовозбужденных неравновесных носителей в них может на порядки превосходить концентрацию равновесных носителей при данной (комнатной) температуре. Это позволяет использовать аморфные полупроводники в качестве фотосопротивлений (селеновый фотоэлемент), в то время как все фотоприемники с использованием классических кристаллических проводников представляют собой барьерные структуры.

Определяющий температурную зависимость экспоненциальный множитель (отвечающий распределению Больцмана) в формуле для фотопроводимости не фигурирует.

От интенсивности возбуждающего излучения фотопроводимость аморфных полупроводников зависит по степенному закону Оф ~ где 0,5 < п < 1.

При описании основных черт спектров важным моментом является то, что форма спектральных кривых всех аморфных полупроводников оказывается одной и той же и характеризуется наличием двух разделенных по энергиям областей. Спектральная кривая в первой области описывается показательной функцией Е и соответствует энергиям, большим ширины запрещенной зоны:

где обычно показатель г * 2, так что кривая описывается параболой. Выражение (1.31) часто используется для определения оптической ширины запрещенной зоны аморфных полупроводников.

Второй участок кривой, соответствующий меньшим энергиям Eописывается экспонентой и носит название хвоста Урбаха.

Одной из характерных для аморфных полупроводников особенностью оптического поглощения является то, что оно часто сопровождается многочисленными фотостимулированными процессами, такими как парамагнетизм, усталость люминесценции, обратимые и необратимые фотоструктур- ные изменения.

В ХСП наблюдается ряд специфических явлений, например, уменьшение люминесценции в процессе возбуждения, что коррелирует с появлением сигнала фотоиндуцированного электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) и фотоиндуцированного поглощения света. Эти особенности объясняются наличием заряженных дефектов, которые при низкотемпературном освещении становятся нейтральными и парамагнитными.

Если сравнивать спектры поглощения аморфного фотопроводника и этого же полупроводника в кристаллическом состоянии, то помимо сдвига края поглощения в длинноволновую область следует отметить уширение спектрального максимума, который сдвигается в область более коротких длин волн (рис. 1.31).

Зависимость фототока от длины волны (б) в аморфном (штрих) и кристаллическом (сплошная линия) А85е

Рис. 1.31. Зависимость фототока от длины волны (б) в аморфном (штрих) и кристаллическом (сплошная линия) А823.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >