- •Люминесценция полупроводников
- •Оглавление
- •1. Спектры и3лучения
- •1.1.Формы представления спектров излучения
- •1.2.Методика измерения спектров люминесценции
- •1.3.Порядок выполнения работы и задание
- •2. Спектры возбуждения фотолюминесценции
- •2.1. Механизмы возбуждения люминесценции
- •2.2. Методика измерения спектров возбуждения
- •2.3. Порядок выполнения работы и задание.
- •3. Температурное гашение люминесценции
- •3.1.Температурное гашение рекомбинационной люминесценции на точечных центрах свечения
- •3.2.Температурное гашение люминесценции на донорно-акцепторных парах
- •3.3.Методика эксперимента
- •3.4.Порядок выполнения работы и задание.
- •4. Инфракрасная вспышка люминесценции
- •4.1. Теория ик-вспышки люминесценции.
- •4.2. Методика эксперимента.
- •4.3. Порядок выполнения работы и задание.
- •Литература
1.2.Методика измерения спектров люминесценции
Схема экспериментальной установки, используемой для измерения спектров люминесценции, представлена на рис.1. Возбуждение люминесценции обеспечивается ртутной лампой ДРШ-250(S). Излучение ртутной лампы, сфокусированное линзой (Л1) на образец (О), проходит через тепловой фильтр из водного раствора СuSО4 (Ф1) и стеклянный фильтр (Ф2) с максимумом пропускания в области края фундаментального поглощения рассматриваемого полупроводника.
Люминесцентное излучение исследуемого кристалла фокусируется конденсором Л2 на входную щель монохроматора УМ-2. За выходной щелью спектрального прибора расположен фотоэлектронный умножитель ФЭУ-22 (Ф), область спектральной чувствительности которого 400-1000нм. Электрический сигнал с анода ФЭУ, пропорциональный интенсивности фотолюминесценции, усиливается усилителем постоянного тока ИМТ-05 и регистрируется гальванометром (Г) или цифровым вольтметром типа В7-21. Питание ФЭУ обеспечивается стабилизированным в ыпрямителем ВС-22.
Рис.1. Схема установки для измерения спектров излучения.
При измерениях спектров люминесценции необходимо учитывать два обстоятельства: во-первых, ФЭУ характеризуется определенным спектральным распределением фоточувствительности (обозначим соответствующую функцию через К() ) и, во-вторых, оптическая схема, включающая конденсор Л2 и оптические элементы монохроматора, не одинаково пропускают свет различной длины волны (соответствующую аппаратную функцию обозначим ()).Таким образом, измеряемый спектр представляет собой произведение трех функций: . Для определения функций К() , () проводят следующие измерения. На место образца (рис.1) помещают вольфрамовую лампу накаливания, спектр излучения которой для данной температуры можно рассчитать по формуле Планка с учетом коэффициента серости. Следовательно, экспериментально определенный спектр излучения равен произведению трех функций: . Зная спектр , легко определить произведение К ()() К°(). В дальнейшем, для исключения функции К°(), т.е. для получения истинного спектра люминесценции, необходимо разделить экспериментальный спектр на .
При выполнении данной работы может быть использована программа расчета на ЭВМ, которая позволяет: исключить влияние функции К0() на форму измеряемых спектров, рассчитать форму спектра излучения в виде функции , нормировать спектры излучения, рассчитывать спектры излучения в координатах .
В качестве исходных данных вводятся значения интенсивности люминесценции на различных длинах волн излучаемого света. В программе содержится массив значений функции К°(), ранее определенной для ФЭУ, используемого в данной измерительной установке.
1.3.Порядок выполнения работы и задание
Ознакомиться с измерительной установкой.
Произвести измерения спектров люминесценции в соответствии с указанием преподавателя.
Представить на одном рисунке нормированные спектры люминесценции как функции (), (Е ).
Построить функцию (Е) в координатах и сделать заключение о возможности описания формы исследуемого спектра люминесценции функцией Гаусса.
Определить энергию кванта излучения в максимуме спектра люминесценции, ширину полосы излучения на ее полувысоте и оптическую энергию активации центра свечения.