最新1.1-理论基础光电检测资料ppt课件.ppt

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1、进入夏天，少不了一个热字当头，电扇空调陆续登场，每逢此时，总会想起那一把蒲扇。蒲扇，是记忆中的农村，夏季经常用的一件物品。记忆中的故乡，每逢进入夏天，集市上最常见的便是蒲扇、凉席，不论男女老少，个个手持一把，忽闪忽闪个不停，嘴里叨叨着“怎么这么热”，于是三五成群，聚在大树下，或站着，或随即坐在石头上，手持那把扇子，边唠嗑边乘凉。孩子们却在周围跑跑跳跳，热得满头大汗，不时听到“强子，别跑了，快来我给你扇扇”。孩子们才不听这一套，跑个没完，直到累气喘吁吁，这才一跑一踮地围过了，这时母亲总是，好似生气的样子，边扇边训，“你看热的，跑什么？”此时这把蒲扇，是那么凉快，那么的温馨幸福，有母

2、亲的味道！蒲扇是中国传统工艺品，在我国已有三千年多年的历史。取材于棕榈树，制作简单，方便携带，且蒲扇的表面光滑，因而，古人常会在上面作画。古有棕扇、葵扇、蒲扇、蕉扇诸名，实即今日的蒲扇，江浙称之为芭蕉扇。六七十年代，人们最常用的就是这种，似圆非圆，轻巧又便宜的蒲扇。蒲扇流传至今，我的记忆中，它跨越了半个世纪，也走过了我们的半个人生的轨迹，携带着特有的念想，一年年，一天天，流向长长的时间隧道，袅1.1-理论基础光电检测资料能带是现代物理学描写固体中原子外层电子运动的一种图象。图1.1.1-2原子的能级和结晶格中的能带之比较1.1.1能带理论§1.1理论基础（1）按照原子理论，原子中

3、的电子只占据某些能级——孤立原子（2）结晶格中，电子能在某些整个能带（见图1.1.1-2）内运动，每一能带是与一个原子的能级相关联的。（3）泡利不相容原理限制能占有某个原子能级的电子数，同样这原理也限制一个结晶格的能带内所能容纳的电子数。（4）导体内的能带以金属钠(Z=11)为例。如图1.1.1-3所示1s2s2p3s钠(1s22s22p63s1)晶体能带满带半满带空带3p图1.1.1-3导体内的能带与1s、2s和2p原子能级对应的能带:完全填满;但3s能带:仅有一半被填充。在外界电场的作用下，价带内的最上面的电子获得额外的少许能量到能带内附近许多空的状态去,形成电流。结论：具有

4、如图1.1.1-3所示那样能带结构的物质应为良导体，换句话说，良导体(也称金属)是那些最高能带未被完全填满的固体。（a)本征半导体[纯净的半导体]温度升高时，价带中的更多电子被激发到导带。含两种载流子:导带中的激发电子、价带中空穴。显然，电导率随温度而迅速增加。例如，在硅中，当温度从250K增加到450K时，激发电子的数目增加106倍。半导体的价带和导带之间的能隙较小（约为1eV或更小），因而比较容易用加热方法把电子从价带中激发到导带中。(b)n型半导体用另一种物质的原子(在此情况下，这些原子构成杂质)，取代半导体的一些原子，并且这些杂质原子比半导体的原子具有较多的电子。例如，把

5、若干磷或砷原子加进硅或锗中，则每有一个杂质原子，就有一个额外电子。这些额外的电子占有恰在导带下方的某些分立的能级(图1.1.1-7a)。这额外的电子容易被杂质原子释放出来并被激发至导带，对半导体的电导率有贡献。这种杂质原子，叫做施主；这种半导体叫做n型半导体。图1.1.1-7半导体中的杂质：(a)施主，或n型（c)p型半导体与n型半导体相反，杂质原子(如硼、铝)，这两种原子都只贡献3个电子。在这种情况下，杂质引进空的分立能级，这些能级的位置很靠近价带顶(图1.1.1-7b)。因此，容易把价带中一些具有较高能量的电子激发到杂质能级上。这个过程在价带中产生空穴。这种杂质原子叫做受主，

6、这种半导体叫做p型半导体。价带(满)导带(空)能隙较小杂质能级++++图1.1.1-7半导体中的杂质：(b)受主，或p型为了使半导体的电导率产生大的变化，对于每一百万个半导体原子，大约有一个杂质原子就足够了。半导体在工业上广泛地用于制作整流器、调制器、探测器、光电管、晶体管和大规模集成电路等等。半导体的导电能力受光照、温度和掺杂的影响而发生显著的变化。半导体技术为微电子技术，乃至整个信息技术的发展打开了一扇大门，是20世纪四大技术（原子能、计算机、半导体、激光器）之一。J.巴丁研究半导体并发明晶体管1956诺贝尔物理学奖W.H.布拉顿研究半导体并发明晶体管1956诺贝尔物理学奖W

7、.肖克莱研究半导体并发明晶体管1956诺贝尔物理学奖物体受到光照后向外发射电子的现象称为外光电效应或称光电发射效应，这种现象多发生于金属和金属氧化物中。在光电器件中，光电管、光电倍增管和某些光电器件都是建立在光电发射效应基础上的。§1.1.2光电发射效应（外光电效应）光电发射效应的几个主要基本定律和性质：1、光电发射第一定律当入射光线的频谱成分不变时，光电阴极的饱和光电发射电流IK与被阴极所吸收的光通量ΦK成正比。即IK=SKΦK式中SK为表征光电发射灵敏度的系数。这个关系式看上