补充资料：半导体的光学性质

半导体的光学性质
optical properties of semiconductor

半导体的光学性质叩tieal properties。f Semi.conductor对光在半导体中的吸收和反射等光学性质的研究，是阐明半导体的基本性质，特别是能带结构的重要手段。这是关系到半导体的应用的一个极为重要的方面，也是检测半导体材料质量的主要手段。 在20世纪30年代，人们通过吸收光谱测量了禁带宽度。50年代通过研究半导体的本征吸收光谱，区别了直接带隙半导体(砷化稼、锑化锢、磷化锢等)和间接带隙半导体(硅、锗、磷化稼等)，并测定了许多重要能带参数。在能量大于禁带宽度的范围内，光的吸收极强，因此反射光谱成为研究能带结构的有力实验手段。60年代，主要通过反射光谱对Ge、Si等许多半导体材料进行了系统研究。随后发展的调制反射谱方法，大大提高了灵敏度和分辨率，给出了一系列半导体能带结构的重要信息。结合理论计算，对半导体的能带结构取得了较系统的认识。 除吸收与反射外，光致发光一直是对半导体光学性质研究的一个重要方面。通过对发光现象的研究，可以得到有关半导体电子态以及杂质电子态和激子有关现象的重要信息。光致发光谱已经成为检验材料质量的重要手段。 在低于禁带隙能量区，还存在相应的激子吸收。电子和空穴间的库仑作用也影响吸收边附近的光谱强度分布。在红外光谱区自由载流子、与杂质或缺陷态相联系的电子跃迁，以及晶格振动都会引起吸收。通过光电离谱(见光热电离谱)、拉曼光谱等方法，有助于了解电子与晶格相互作用的性质。此外，椭圆偏光光谱方法也是a育接带隙b}h]接带隙图1本证吸收理浮体导带底和价带项通常都位于k二()处，称为直接带隙半导体(GaAS、Insb、InP等)。另一类半导体的导带底不在k=0处，动量不守恒，实现这一跃迁是借助于同时还吸收或发射一个声子，以补偿电子动量的变化。这种跃迁过程称为间接跃迁。这类半导体称为间接带隙半导体(别、(夕e、GaP等)(图lb)。由于间接跃迁要求同时有光子和声子参加，是二级过程，跃迁几率要比直接跃迁的小得多，吸收系数也较小。 由于价带和导带之间隔着禁带，当光子能量等于禁带宽度时，基本吸收(或称本征吸收)开始，称为基本吸收边，又称本征吸收边。

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