1. Записать спектры светодиодов № 1–5.
2. Определить длину волны в максимуме спектральной характеристики. Чтобы перевести деления барабана монохроматора в длину волны использовать градуировочный график для ИКС-21 приведенный на рисунке 10.
3. Для каждого из светодиодов определить ширину запрещенной зоны полупроводника. Для этого следует провести касательную прямую к низкоэнергетическому участку спектра. Точка пересечения касательной с осью абсцисс соответствует значению Eg.
Вычислить ширину запрещенной зоны полупроводника в эВ по формуле .
4. Сопоставляя экспериментальные значения ширины запрещенной зоны со значениями таблицы 1, определить из какого материала сделаны светодиоды № 1 – 3.
5. Используя приведенную на рисунке 7 зависимость ширины запрещенной зоны от состава твердого раствора GaAs1-xPx, определить молярный состав GaP в светодиодах № 4 и 5.
Рисунок – 10 Градуировочный график для ИКС-21
Таблица 1 – Ширина запрещенной зоны полупроводников
Полупроводник | Ширина запрещенной зоны Eg, эВ |
Si | (1,11) 3,48 |
Ge | (0,66) 0,81 |
SiC | (2,4) 7,0 |
AlN | 6,28 |
AlP | (2,45) 3,62 |
AlAs | (2,15) 3,14 |
AlSb | (1,63) 2,21 |
GaN | 3,44 |
GaP | (2,27) 2,78 |
GaAs | 1,43 |
GaSb | 0,70 |
InN | 2,09 |
InP | 1,35 |
InAs | 0,36 |
ZnO | 3,445 |
ZnS | 3,68 |
Величины для непрямозонных переходов даны в скобках. |
Контрольные вопросы
1. Что такое электролюминесценция полупроводников?
2. Что называют инжекцией неосновных носителей заряда?
3. Каким образом следует включать p-n-переход чтобы понизить потенциальный барьер для основных носителей заряда?
4. Какая энергия выделяется при межзонной рекомбинации электрона и дырки?
5. Что такое прямой и непрямой переход между зонами полупроводника?
6. Какой переход является более вероятным: прямой или непрямой, и почему?
7. На сколько энергия излучения при экситонной рекомбинации меньше
энергии запрещенной зоны полупроводника?
8. Что называют внутренним квантовым выходом светодиода?
9. Как определить ширину запрещенной зоны полупроводника по его спектральной характеристике?