17
: 1. - () .
2. .
: , - , .
, . 1907 . , . . o , , , , () . . .
, , .
. . - . , , - .
- p-n-. p-n- U , p-, n-, p-n- , p- n-. , p-, , , , . , n-, . , . () , , , , (ν) ,
|
|
,
; h . 0,8 3, 1500 400 .
p-n-. p-n- , , , . , Δ, U<Δ/e ( e ) . , , . . U<Uk U>Uk Δ/e, Uk p-n-. U ,
. (1)
, .
. 53
. 53 ( ; ; - , ). p-n- 1 (. . 53, ) 2 . 3, p-n-.
(, , ), , . , .
.
. 1,6 ( ). , , (G), 2,3, 540 . (N).
GaAs1-xP4, GaAs Ga. , , , . GaAs0,6P0,4 GaAs . GaAs1- >0,45, GaP, 0,1 1% (=0,65) (=0,85) .
|
|
, , ZnS SiC, (λ=400) p-n- GaN.
1,6. GaAs, , III V , Ga1-InAs1-yPy. - .
- () . . 53, ; VH. (. 54). () (. 53, ) , R, . 54.
. 54
. 55 .
, (2)
h ; ; Δ .
. 55
Δ. U , λmax, (1) (2). . .
, U>Uk p-n- , , , , Δφ=U-Uk. , U>Uk I U-Uk, , U=Uk. , U Uk , U≈Uk.
. 56
, , U. , (. 56). , U. U I, U=Uk - I=I(U).
U . , . , U , . , , . U. , , , , , .
|
|
(. 57) (. 58).
. 57 . 58
1 ; 2 d; 3 ; 4 ( ); VH ; V ; R1 (); R2 ; mA .
1. .
1.1. , . 57, . , , 2-3. . . 1, U, .
1
, | ||||||||
, | ||||||||
, | ||||||||
, |
1.2. , I U.
1.3. U, .
1.4. R, . , U, - , : U ( ), R, ( U ). , , U I, R
. (3)
2. .
, , . U , l max,
, (4)
; ; , .
l max , , , . 57, 58. ( 4 . 58) L >> l ,
|
|
, (5)
d ; l ; , L , .
(5) (4), :
. (6)
2.1. , - . 57, 58, , R1, . .
2.2. . , . .
2.3. 3-5 U , , , . U , ( 1). U.
2.4. L l . .
2.5. (6) h Dh: Dh = e×h, .
2.6. . 2.
2
U, | , | , | l, | h, × | |
2.7. h.
- . .
- . ?
- .
- ?
- .
- ?
18
-
: - - .
: , - .
, . . , , . ( ) , , 3 10-8. .
. , ( ) hv (. 59, ). , . , . . , , (. 59, ).
. 59
, , . , , . . . Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation .
|
|
, . , . -, , , , . -, , , , , . .
. , . . 60: , . ( 1-2% ). .
. 60
. 60 . , . , . , . , , , . , , , . .
, : , ; (), ; ( ), .
: ( ), , (), (λ), (Δλ), (φ), . .
p-n-.
, , . , () , :
, (1)
Up-n p-n- ; Δ ; .
. 61
(1) , , , , n- p- (. 61, ).
- () - () . 61: ; .
, p-n-.
p-n- . -n- GaAs. -n- . 62.
. 62
1 2 p-n- . , 3 4 , , 12. 1 2 . -. , 1 2, , , .
-n-, , . j .
. .
(. . 61) .
d 0,50,2 nAlxGa1-xAspGaAspAlxGa1-xAs, . 61 . , , , . (GaAs) AlGa1-As, . , (1) , GaAs AlGa1-As. .
, , , , . , , , .
0,010,1. ( 80%) . , , , , .. , , - , , .
. 63
- () - () , - . 63, : 1; 2; 3; 4 5 , .
- , , .
- , ( ) Uk.
U, | |||||
I, | |||||
, |
- I = I(U) () = (I) ().
- = k ( k=10-5/, =IU, ). .
- h ( h=/) , .
- , , j=I/S, I , , S=10-62 .
- ?
- .
- .
- .
- - ? ?
- .
19
: - .
: .
, .
1905 . , , . . , ,
, (1)
h ; ν ; ; m υ .
. 10-9. , , , , .
, - . E J d . I J , I .
, , . (m=1) dm, , dn n-
. (2)
- (-3). ,
10-610-7 ..
. 64
(. 64), . Cs3Sb .
. 65
, , , . , .
U, , , .
- IH , . 65.
1. -
- 0,16 . .
- ݻ . .
- 0 150 ; 10 In Un. .
N | U, B | I, |
- I U I U.
2.
1. , U.
2. d = 0,16 .
- 0,16 0,45 , 0,05 I .
- En (2). .
- I En.
N | d, | I, | EN |
- ?
- .
- .
- .
- ?
- .
- .
20
: - .
: .
, .
, , .
- -4. , , K. A . U (. 66).
. 66
. ( ), 1 0,05 . , , , . , .. I U E .
U U , , , - . U>U .
U, , .. .
, , .. , .
, , :
, (1)
/. 100 /.
, . . , , d , S,
, (2)
J (J=40); S (S=7·10-42). (2) (1),
. (3)
(. 67) , , , .
. 67