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的波长取决于半导体材料形成p-n结的带隙能。发射光子的能量近似由下列表达式决定:式中,h为普朗克常量;v为辐射光频率;Eg为带隙能,即半导体器件导带和价带的能量差。电子和空穴的平均动能由波尔兹曼分布决定,即热能KT。当KT<Eg时,辐射光子能量几乎和Eg相等,辐射光的波长为:式中,c为光在真空中的速度。发光二极管的发光强度由Eg和KT的值决定。事实上,光强度是光子能量E的函数,由下式表示:发光二极管理论辐射光谱的zui大强度发生在以下能量处:(2)发光二极管的应用LED的应用大致可以以发射光谱范围来划分。发光波长在红外范围(λ>800mm)的LED应用在通信系统、远程控制和光耦合器 ...
。Cu2O为半导体材料,其能隙与生长条件有关,大约在1.9-2.2eV。它具有吸收系数高、材料丰富、无毒、制造成本低等优点,在太阳能转换、电极材料、传感器和催化等领域具有广泛的应用前景。如图1-7所示,是简单的Cu2O能带模型,根据所涉及的价带和导带,可以区分四个激子序列,根据所涉及的波段,可以分为黄、绿、蓝和紫激子系列。在这个模型中,激子的波函数包括所谓的包络函数,它描述了电子和空穴的相对运动,以及所涉及能带的Bloch函数。由于电子和空穴的自旋(例如,黄色激子系列是四倍简并的)以及电子自旋与空穴之间交换相互作用的存在提升了简并,并导致邻位激子和对激子。除了简单的能带模型外,价带的各向异性色 ...
子浓度较高的半导体材料,其介电常数可以用Drude+Lorentz Oscillator模型模型进行描述:其中为高频晶格介电常数,wp为等离子体频率,v为阻尼频率,Ecenterr为振子的中心能量,Aj为j振子的振幅。Aj振幅和横向和纵向的声子频率有关,,其中WL为横向声子频率,为纵WT向声子频率。m为振子的数目。了解更多详情,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-56.html更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电:上海昊量光电设备有限公司是光电产品专业代理商,产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备 ...
、硫系玻璃和半导体材料。在光通信中,由于吸收导致OH基减少的石英玻璃纤维也经常会用到。红外光谱波长区域的使用范围更广,例如采用反射光学系统的温度测量设备,就包含一个成像装置、波长在3~5μm和8~14μm的夜视设备、半导体锗和硅 的折射透镜、消色镜头和变焦镜头等。在红外光谱范围内,会经常用到如棱镜、窗口材料和器皿等光学元件,而选择合适的材料时要考虑到适 用的波长限制、可操作性和稳定性。卤化物单晶体从紫外到红外区域是透光的。氟化镁和氟化钙相对稳定, 其透光区域波长达到12μm。氯化钠、溴化钾和碘化铯三种材料的透光区域波长分别达到20μm、30μm和 70μm,但由于这些材料容易分解,因此需要谨慎 ...
,如当光子被半导体材料吸收时,半导体材料的电子从价带激发到导带,然后由电路读出,作为输出信号。有三种过程可从材料中激发出电子:光伏效应,光电导效应,光电发射效应。能够发生光伏效应的半导体传感器,应该由P型区和N型区组成,并且两区相互拼接形成P-N结,如图1.1所示。1.1光电二极管原理图电子吸收光子后,激发到导带上,但在价带上留下空穴,形成了电子-空穴对。电子在材料内部向着P-N结方向扩散或漂移,zui后到达N型区,这样在N型区和P型区之间形成电势差,即形成了内建电场,如图1.2所示。另一方面,空穴由于带正电荷,到达P型区。zui终,输出电路中有电流输入。这种光电传感器称为光电二极管(PD)。 ...
砷化镓这样的半导体材料有许多应用,并且可以制造成低维平台,但它们确实有局限性。这表现为制造中的限制。例如,晶格匹配对异质结构施加了限制,因为具有非常不同晶体结构的材料在组合时不能很好地耦合。传统的半导体也倾向于形成三维结构,使得不配对的键更容易存在于表面。这些悬空键不仅使这些系统中的表面物理更加难以控制,而且使这些材料的薄膜变成准二维(2D)结构。幸运的是,在过去的二十年里,一种新的材料出现了,它具有真正的二维性质和光学定向自旋的能力。了解更多详情,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-150.html更多详情请联系昊量光电 ...
可以有效检测半导体材料的形态、均匀性和光学性能。例如,检测噻吩-亚苯基低聚物晶体等在微电子器件和柔性电子方面有巨大潜力的有机半导体微晶,快速观察和区分单层和多层微晶,获得双轴半导体材料的光学特性。2020年,韩国三星设计了一种基于椭偏成像的半导体器件的检查方法,用于检测半导体材料的晶态、形状、化学结构和电导率等性质。该技术还可以用于对激光二极管(LD)的检测,可以检测LD发射表面上的抗反射涂层的光学性质,从而获得LD的发射波长、线宽、寿命、稳定性。如果您对椭偏仪相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方网页:https://www.auniontech.com/three-level-56.ht ...
的开发,并与半导体材料企业合作进行商业化。许勋首席研究院研究组开发的设备与以往不同,其特点是能够实时分析硅晶圆腔内形成薄膜的全过程。这不是“Ex-Situ”方式,而是“In-Situ”方式。从形成薄膜到完成,可以分析整个过程的机制。制造半导体薄膜材料的企业、制造工艺设备的企业、三星电子或SK海力士等制造半导体的企业都可以派上用场。首席研究员许勋表示:“我们开发出了可以在任何时间点观察和分析CVD腔室的薄膜沉积过程的设备”,“不仅可以在半导体领域使用,还可以在OLED材料、二次电池用电极材料、太阳能电池用电极材料等多个领域使用。”研究组利用拉曼光谱作为分析薄膜材料沉积过程的主要检测手段。拉曼光谱 ...
zui常用的半导体材料,在半导体和微电子领域中占据很大的比重,因此膜厚标准样片的衬底材料为硅,薄膜材料为二氧化硅。按照公式所示的数学模型编写Matlab算法进行仿真得到二氧化硅薄膜的厚度,通过仿真可知:使用薄膜厚度为2nm,50nm,500nm,3个不同厚度的膜厚标准样片即可覆盖椭偏角的大部分范围,具体的薄膜厚度和覆盖椭偏角的范围见表1。 薄膜厚度/nm 覆盖范围/(°) Δ覆盖范围/(°) 2 15-40 120-180 50 10-60 ...
导电材料(如半导体材料)的霍尔效应会产生一个输出电压——霍尔电压——其与磁通密度成正比。另一种广泛使用的类型是磁阻传感器,它利用了传感器材料阻力随磁场变化而变化的特性,并因此提供了与施加的磁场相关联的测量电压。图2.图示法拉第旋转的图解,其中E=光振幅,d=透明介质中的距离,B=样品磁通密度,而B则是产生的法拉第旋转。Matesy GmbH位于德国耶拿,探索了一种新的磁光传感器类型(MO-传感器)用于直接场可视化和测量。 Matesy引入了磁光学而非电磁效应进行二维磁场分析。 磁光传感器具有技术优势,即可以在整个磁表面上直观地识别出磁场及其分布。 因此,可以执行实时的磁场分布分析,而不是使用需 ...
适合用于晶态半导体材料,当材料的特征不是很清楚的情况下,选用简谐振子模型(即洛伦兹振子模型)是比较好的选择;9.Forouhi-Bloomer模型Forouhi和Bloomer针对的是非晶态半导体,通过量子力学处理结合K-K关系,可以推导出包含5个参数的模型,它比较适合于分析铁电薄膜与半导体薄膜材料:n(∞)为无穷大能量时的折射率,Eg,A,B,C则为正的常数;10.形模型 为了在较宽的频谱上表达物质的光学常数,一般需要考虑上述多种模型,则可以得到:L(E)为某些特定的线形,例如高斯线形、洛伦兹形、临界点线形等, B(E)为能量缓变的背景。如果您对椭偏仪相关产品有兴趣,请访问上海昊量光电的官方 ...
出,当光子被半导体材料吸收时,半导体材料的电子从价带激发到导带,然后由电路读出,作为输出信号。有三种过程可从材料中激发出电子:光伏效应,光电导效应,光电发射效应。能够发生光伏效应的半导体传感器,应该由P型区和N型区组成,并且两区相互拼接形成P-N结,如图1(a)所示。电子吸收光子后,激发到导带上,但在价带上留下空穴,形成了电子-空穴对。电子在材料内部想着P-N姐方向扩散/漂移,最后到达N型区,这样在N型区和P型区之间形成电势差,即形成了内建电场,如图1(b)所示。另一方面,空穴由于带正电荷,到达P型区。最终输出电流至电路中。这种光电传感器成为光电二极管(Photodiode,PD)。图1: 基 ...
探测器是利用半导体材料制成的光伏元件或光导元件。光导元件是利用半导体的光电导随光照的变化,把光照强度转化为电流信号。光优元件是一种结型光电器件,它利用光生伏特效应把光照强度转化为电压信号。金属一半导体形成的肖特基势垒层也能产生光伏效应。红外光学系统与普通光学系统相比,具有以下不同的特点:首先,红外辐射波段位于不可见区,而普通光学玻璃对2.5u以上的光波不透明,因此在材料的选择上自由度很小。在设计时除了要选择透红外波段的材料,还必须考虑材料的机械能、应满足的尺寸等,这就使透镜系统在红外光学系统中的应用受到一定的限制,而反射式和折反射式光学系统占有较大的比例。同时,光学系统的结构应尽量简单,以减少 ...
导电材料(如半导体材料)中的霍尔效应引起一个电压(称为霍尔电压)直接取决于磁通密度。图1.磁光(MO)介质中光与磁场的相互作用;画出光的偏振面在经过MO介质前后旋转的差异,以作比较磁阻性场传感器也得到了广泛的应用。原理是基于传感器材料的电阻变化作为应用磁场的函数。磁阻传感器利用电阻的变化(通过电压测量)来确定磁场强度。相比之下,磁光传感器(MO-sensor)是基于法拉第效应而不是电效应来分析磁场。磁光传感器的技术优点是可以直接在磁性材料表面上方立即获得测量数据,这取决于传感器的尺寸。因此,对磁场分布的实时测量可以进行,而不需要耗时的点对点扫描,如使用霍尔传感器所需要的。二、MO-sensor ...
于微米材料和半导体材料的加工、切割、焊接和标记。这种材料加工系统依赖于AOM的快速调制。•半导体检测也需要高速调制。优越的紫外线性能和光束质量是G&H AOM的重要因素。•超快激光系统中的脉冲拾取需要MHz的速度。用于此应用的器件被优化,拥有快速上升时间和低色散,以最大限度地减少脉冲展宽。•AOM的医疗应用从成像到治疗。除了速度,其他关键因素还包括功率承受和可靠性。•AOM也利用衍射光束的RF移频用于数据处理应用。电效率和低功耗是G&H AOM的一个关键优势。•在共聚焦显微镜和其他图像应用中用作快速偏转器。使用声光器件的共聚焦显微系统英国Gooch&Housego(简称”G&a ...
半导体PN结及其单向导电性半导体指常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料,具有共价键结构,通常使用的半导体硅为四价,具有四个价电子。纯净的结构完整的半导体称为本征半导体,导电能力较差,其受到热激发后,部分价电子获得能量克服共价键束缚,称为可以在晶格中自由运动的自由电子,而原共价键中出现一个空位,称为空穴。自由电子和空穴都是载流子,载流子则是可以运输电流的载体。由于本征半导体导电性较差,因此为了提高其导电性会在其中掺入少量杂质,形成杂质半导体。半导体PN结则是由一个P型半导体和N型半导体组合而成。N型半导体:N型半导体是在纯净的硅晶体中掺入五价元素(磷和砷)组成的。杂质中四个价电子与硅组成共价 ...
性区不使用块半导体材料。相反,它由一系列周期性的不同材料组成的薄层组成,形成一个超晶格。超晶格在整个器件的长度上引入了一个变化的电势,这意味着在器件的长度上,电子占据不同位置的概率是变化的。这被称为一维多量子阱限制,导致允许能带分裂为若干离散的电子子带。通过适当的层厚度设计,可以实现系统中两个子带之间的粒子数反转,从而实现激光发射。由于系统中能级的位置主要由层厚度而不是材料决定,因此在同一材料系统中可以在很大范围内调节QCL的发射波长。此外,在半导体激光二极管中,电子和空穴在穿过带隙重新组合后湮灭,不能再发挥光子产生的作用。然而,在单极QCL中,一旦电子经历了子带间跃迁并在超晶格的一个周期内发 ...
半导体激光器是以半导体材料作为激光工作物质的激光器,具有超小型、高效率、结构简单、价格便宜,以及可以高速工作等一系列优点在光盘驱动器、全息照相、激光准直、测距及医疗等许多方面得到重要运用。但单模半导体激光器的线宽可达到几十MHz,对于高分辨率光谱、激光冷却等对激光频率有严格要求的领域而言不适合使用。而通过引入衍射光栅等光学反馈元件,构成的外腔半导体激光器能对线宽压窄,产生高质量激光。1、可调谐外腔半导体激光器的基本模型图1 外腔半导体激光器基本结构示意图外腔半导体激光器是在原有半导体激光器的基础上,通过引入外部光学反馈元件,达到选频以及改善激光器性能的作用,简单的结构示意图如图1所示。其中半导 ...
器是以一定的半导体材料做工作物质而产生激光的器件。.其工作原理一般是通过电激励方式,在半导体物质的能带(导带与价带)之间,或者半导体物质的能带与杂质(受主或施主)能级之间,实现非平衡载流子的粒子数反转,当处于粒子数反转状态的大量电子与空穴复合时,便产生受激发射作用QCL Laser(量子级联激光器)多种分立波长基本原理是基于红外波段得半导体激光器,可以有DFB-QCL或者是DBR-QCLDFB Laser(分布式反馈激光器)多种分立波长将光栅级成在半导体激光器内部,光栅和激光器内部周期结构匹配进行模式筛选得一种激光器DBR Laser(分布式布拉格反射激光器)多种分立波长类似于DFB激光器,光 ...
种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷,通过模数转换器芯片转换成数字信号,数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存,因而可以轻而易举地把数据传输给计算机,并借助于计算机的处理手段,根据需要和想像来修改图像。CCD由许多感光单位组成,通常以百万像素为单位。当CCD表面受到光线照射时,每个感光单位会将电荷反映在组件上,所有的感光单位所产生的信号加在一起,就构成了一幅完整的画面。目前主要有两种类型的CCD光敏元件,分别是线性CCD和矩阵性CCD。线性CCD用于高分辨率的静态照相机,它每次只拍摄图象的一条线,这与平板扫描仪扫描照片的方法相同。这种CCD精度高,速度慢,无法用来 ...
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