Курсовая работа: Внутренний фотоэффект

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА 5

2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 12

2.1 Фотоэлектрические преобразователи 12

Возможно вы искали - Реферат: Термодинамическое равновесие и устойчивость Фазовые переходы

2.2 Датчики положения 19

2.3 Двухкоординатное измерение положения 22

2.4 Датчики шероховатости 24

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 26

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 27


ВВЕДЕНИЕ

Похожий материал - Реферат: Гидроэнергетика

Одним из наиболее важных приоритетов в развитии человечества является открытие и использование новых видов энергии, одним из которых стало открытие явления фотоэффекта. С 1876 года, когда в Великобритании был создан первый фотоэлемент, до наших дней ученые работают над совершенствованием этой технологии, повышением ее эффективности. Однако подлинная история использования полупроводниковых преобразователей началась в 1958-м, когда на третьем советском в качестве источника энергии были установлены солнечные кремниевые батареи, с тех пор основной источник энергии в космосе. В 1974 году ученые приступили к промышленному производству солнечных батарей на гетероструктурах, тогда же этими батареями стали оснащаться искусственные спутники. Сейчас в мире идет работа над удвоением мощности солнечных фотоэлектрических установок. Это наиболее перспективный способ получения и использования энергии на Земле. Пока, правда, это самый дорогой вид энергии, но в перспективе ее стоимость будет сравнима с той, что вырабатывается на атомных станциях. Тем более что такая энергия экологически безопасна и запасы ее практически неисчерпаемы. По оценкам специалистов, в 2020 году до 20 % мировой электроэнергии будет производиться за счет фотоэлектрического преобразования солнечной энергии в машиностроении, приборостроении медицине, космосе и других отраслях. Уже сейчас много направлений, на которых солнечная энергия находит широкое применение-это мобильная телефонная связь, которой необходима автономное питание антенн при отсутствии линий электропередач.[1]


1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВНУТРЕННЕГО ФОТОЭФФЕКТА

Внутренний фотоэффект представляет собой процесс образования свободных носителей заряда внутри вещества при воздействии излучения. Взаимодействие излучения с веществом (далее будемрассматривать только полупроводники) может происходить без изменения или с изменением энергии падающего кванта. В этом случае лишь поглощение фотонов представляет интерес. При этом, однако, возможно такое поглощение, при котором энергия фотона переходит в упругие колебания кристаллической решетки, иными словами, в энергию фононов, в результате поглощение излучения вызывает повышение температуры тела.

Этот эффект находит и практическое применение в одной из разновидностей фотоприемников - болометрах, но из-за невысокой чувствительности и низкого быстродействия болометры в оптоэлектронике не применяются. Лишь непосредственное возбуждение атомов, заключающееся в появлении дополнительных носителей заряда (фотоносителей), относится к фотоэффекту. Фотоэффект проявляется в электронных переходах двух типов: собственных (фундаментальных) и примесных (рисунок 1.1).

Собственные переходы (или собственная проводимость) сопровождаются увеличением концентрации свободных носителей обоих знаков - и электронов, и дырок. Математическое условие начала возникновения собственной фотопроводимости записывается так:

, (1.1)

Очень интересно - Дипломная работа: Математическое моделирование пластической деформации кристаллов

где hv- энергия кванта излучения.

При выполнении этого условия вблизи границы поглощения, соответствующей равенству в (1.1), зависимость коэффициента поглощения от энергии кванта для прямозонных и непрямозонных полупроводников соответственно имеет вид:

(1.2)

(1.3)

где А и В - константы;

Вам будет интересно - Лабораторная работа: Реле часу

- энергия фонона, а выбор знака в (1.3) зависит от того, идет ли процесс с отдачей энергии фонону (плюс) или с получением энергии от него (минус).

Рисунок 1.1 - Собственные (1) и примесные (2, 3) фотопереходы электронов в полупроводнике (Ел - уровень ловушки)

Рисунок 1.2 - Спектральные зависимости обратного коэффициента поглощения () некоторых полупроводников


Похожий материал - Курсовая работа: Проектирование электрического освещения коровника на 400 голов

Прямозонные переходы происходят без изменения импульса электрона (), т.е. для их осуществления не требуется участия какого-либо третьего тела, а необходима лишь встреча электрона и дырки; такие переходы представляют собой вероятностные процессы первого порядка. При непрямозонных переходах обязательна передача части импульса фонону (). Это процессы второго порядка, и их вероятность намного меньше (на несколько порядков), чем прямозонных переходов.

Равенство в (1.1) определяет красную границу фотоэффекта

, (1.4)

где λгр , мкм; Eg , эВ.

К-во Просмотров: 94
Бесплатно скачать Курсовая работа: Внутренний фотоэффект