1.2.Методика эксперимента.

Изучение кинетики люминесценции осуществляется на установке, схема которой показана на рис.2.

Возбуждение люминесценции осуществляется светодиодом (S), излучающим в голубой области спектра, соответствующей краю фундаментального поглощения исследуемого полупроводника. Источником питания светодиода служит генератор прямоугольных импульсов (ЗГ). Таким образом, возбуждение люминесценции осуществляется прямоугольными импульсами света.

Люминесцентное излучение, сфокусированное линзой (Л) на входную щель монохроматора (М), регистрируется в максимуме полосы излучения при по­мощи фотоэлектронного умножителя (Ф) ФЭУ-18А, соединенного с осциллографом С1-40. Питание ФЭУ осуществляется от стабилизированного источника ВС-22.

Температура образца изменяется при помощи нагревателя (Н) и конт­ролируется дифференциальной медьконстантановой термопарой, соеди­ненной с гальванометром (Г).

1.3. Порядок выполнения работы и задание.

1. Ознакомиться с измерительной установкой.

2. Провести измерения кинетики затухания и интенсив­ности стационарного свечения при различных температурах.

3. Полученные зависимости представить в координатах и определить интервал значений ∆t в котором выполняется приб­лижение линейной кинетики.

4. Рассчитать на ЭВМ величины Е_t , W_o , W_t, исходя из уравнений (1.11), (1.12) и (1.8), соответственно.

Лабораторная работа № 2

2. Термостимулированная люминесценция

Люминесцентное свечение, возникающее в результате разогрева ранее возбужденного кристаллофосфора, называют термостимулиро­ванной люминесценцией (ТСЛ).

2.1.Схема электронно-дырочных переходов.

Для объяснения термостимулированной люминесценции рассмотрим зонную схему полупроводника (рис.3), включающую уровень центра свечения (R) и ловушки (Т).

В процессе возбуждения образца при низкой температуре Т_o(переход 1) происходит накопление электронов на ловушках (переход 2) и дырок на центрах свечения (переход 3). При этом часть носителей тока излучательно рекомбинируют на центрах свечения (переход 5), обусловливая фотолюминесценцию. Температура T_o должна быть такой, чтобы процессы высвобождения электронов с ловушек были незначительны по сравнению с их захватом. Спустя время, когда заполнение локальных уровней станет существенным, возбуждение кристаллофосфора прекращается и производится его разогрев. Обычно скорость нагрева (β_о) выбирается постоянной, т.е. закон изменения температуры имеет вид:

. (2.1)

В процессе нагревания фосфора возрастает вероятность W_t(T) высвобож­дения электронов с ловушек (переход 4), т.к. , где E_t -энергия активации ловушек, W_о -постоянная величина. Свободные электроны могут рекомбинировать на центрах свечения (пе­реход 5), обусловливая тем самым ТСЛ. Кроме того, свободные электро­ны могут повторно захватываться на ловушки (переход 2) затягивая процесс высвобождения светосуммы. Обычно предполагается, что энергия активации центров свечения (E_r) существенно больше величины Е_t, что исключает возможность перехода дырок с центров свечения в ва­лентную зону в процессе термостимулированной люминесценции.