27

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им.И.И.МЕЧНИКОВА

Кафедра экспериментальной физики

Люминесценция полупроводников

Методические указания к лабораторным работам

для студентов физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков»

(Часть I )

Одесса-2004

В методических указаниях содержится описание лабораторных работ специального практикума «Люминесценция полупроводников», выполняемых студентами физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков». Детально описаны методика эксперимента, особенности экспериментальных установок, задачи исследования, а также порядок выполнения работ. Вместе с тем, предполагается, что дополнительные теоретические знания читатель может получить из учебника: Сердюк В.В., Ваксман Ю.Ф. «Люминесценция полупроводников».

Оглавление

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ 1

Кафедра экспериментальной физики 1

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1

Методические указания к лабораторным работам 1

Одесса-2004 2

В методических указаниях содержится описание лабораторных работ специального практикума «Люминесценция полупроводников», выполняемых студентами физического факультета специализации «Физика полупроводников и диэлектриков». Детально описаны методика эксперимента, особенности экспериментальных установок, задачи исследования, а также порядок выполнения работ. Вместе с тем, предполагается, что дополнительные теоретические знания читатель может получить из учебника: Сердюк В.В., Ваксман Ю.Ф. «Люминесценция полупроводников». 2

ОГЛАВЛЕНИЕ 3

1. СПЕКТРЫ И3ЛУЧЕНИЯ 5

1.1.Формы представления спектров излучения 5

1.2.Методика измерения спектров люминесценции 6

Рис.1. Схема установки для измерения спектров излучения. 7

1.3.Порядок выполнения работы и задание 8

2. СПЕКТРЫ ВОЗБУЖДЕНИЯ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 9

2.1. Механизмы возбуждения люминесценции 9

2.2. Методика измерения спектров возбуждения 12

2.3. Порядок выполнения работы и задание. 13

3. ТЕМПЕРАТУРНОЕ ГАШЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 15

3.1.Температурное гашение рекомбинационной люминесценции на точечных центрах свечения 15

3.2.Температурное гашение люминесценции на донорно-акцепторных парах 17

3.3.Методика эксперимента 19

3.4.Порядок выполнения работы и задание. 21

4. ИНФРАКРАСНАЯ ВСПЫШКА ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ 23

4.1. Теория ИК-вспышки люминесценции. 23

4.2. Методика эксперимента. 25

4.3. Порядок выполнения работы и задание. 26

ЛИТЕРАТУРА 26

1. Спектры и3лучения

Люминесцентные исследования кристаллофосфоровкристаллофосфоров включают анализ спектров излучения, которые представляются в виде зависимостей ин­тенсивности свечения от длины волны , частоты  или энер­гии h квантов испускаемого света. При сравнении эксперименталь­ных результатов с теоретическими расчетами возникает необходимость представления спектров люминесценции в различных координатах. Рассмотрим наиболее распространенные формы представления спектров излучения.

1.1.Формы представления спектров излучения

Спектры излучения при экспериментальных исследованиях обычно получают в виде функции (), а в теоретических расчетах - (), (h). В связи с этим, найдем соотношение, позволяющее осуществлять переход от спектров, построенных в координатах , к спектрам, представленных в координатах . Здесь Е=hv - энергия кванта излучаемого света. Выделим интервалы d(, +d) и dE(E, E-dE).

В обоих случаях величины светового потока, равные площади соответству­ющих участков, выделенных под кривыми спектрального распределения лю­минесценции, будут равными

, (1.1)

где - спектральная интенсивность при энергии кванта Е и длине волны , соответственно.

С учетом соотношения между Е и  уравнение (1.1) можно предста­вить в виде

. (1.2)

В частности известно, что форма спектров мономолекулярной люми­несценции описывается функцией Гаусса, а рекомбинационной  незначи­тельно измененной функцией Гаусса. Следовательно, спектры люминесценции можно описывать соотношением

, (1.3)

где: -энергия кванта излучения в максимуме спектра люминесценции, а - постоянная величина, - интенсивность излучения в максимуме полосы при Е= Е .

Функцию (Е) обычно нормируют к 1 или 100%. Анализ формы по­лос свечения удобно проводить, если измеренные спектры представить в координатах . Спрямление кривой спектраль­ного распределения люминесценции в таких координатах свидетельствует о правомерности использования формулы (1.3) для описания формы спект­ра люминесцентного излучения.