Luminescencja cienkich warstw i kryształów
|
|
- Konrad Dziedzic
- 8 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Pracownia Podstaw Mikroelektroniki Luminescencja cienkich warstw i kryształów Wykonali: Paweł Turbak i Tomasz Winiarski 1 Podstawowe pojęcia teoretyczne Omówimy teraz podstawowe pojęcia fizyki półprzewodników niezbędne do wyciągnięcia wniosków i zrozumienia wykonywanego doświadczenia. Encyklopedia fizyki definiuje luminescencją jako nadwyżkę promieniowania ciała nad temperaturowym promieniowaniem tego samego ciała w danej części widmowej i w danej temperaturze, jeśli nadwyżka ta charakteryzuje się przy tym skończonym czasem trwania świecenia, to znaczy nie znika natychmiast po usunięciu wywołującej przyczyny. Procesy zachodzące w cząsteczce dobrze jest zilustrować za pomocą diagramu Jabłońskiego. Diagram Jabłońskiego (rys.1) to typowy diagram energetyczny cząsteczki o stanach elektronowych singletowych i trypletowych. Stan singletowy oznacza stan energetyczny cząstki o spinie wypadkowym cząsteczki równym zeru, a stan trypletowy odpowiada spinowi wypadkowemu cząsteczki równemu jedności. Przy pomocy strzałek prostych zaznaczono główne procesy promieniste, zaś falistych - procesy bezpromieniste. [1] 2 Masa efektywna Masa efektywna to wielkość fizyczna o wymiarze masy pełni tę samą funkcję w opisie nośników ładunku w ciałach stałych (tzn. elektronów i dziur) co masa cząsteczek rzeczywistych poruszających się w próżni pod wpływem sił zewnętrznych. Cząsteczka o masie m umieszczona w krysztale podlega działaniu pola tak, jakby miała masę efektywną m. Z reguły masa efektywna ma wartość mniejszą od masy spoczynkowej elektronu i jest większa w danym krysztale dla dziur niż dla elektronów. Masę efektywną definiujemy następującym wzorem: 1 m = 1 h d 2 ɛ 2 (1) dk 2 1
2 Rys. 1: Diagram Jabłońskiego 3 Ruchliwość Ruchliwość jest miarą zdolności unoszenia się nośników ładunku w polu elektrycznym. Jest to parametr decydujący o własnościach elektronowych materiału, a co za tym idzie o własnościach przyrządów z niego wykonanaych. Definiuje się go za pomocą następującego wyrarzenia: µ = v (2) E gdzie v jest średnią prędkością nośnika ukierunkowaną zgodnie z E. Pojęcie ruchliwości wiąże się ze średnią drogą przebywaną przez elektron między kolejnymi zderzeniami. Oznaczymy drogę średnią przez λ, a średni czas przez τ. W czasie τ elektron może być przyśpieszany w polu elektrycznym. Zależność drogi swobodnej od temperatury wpływa na ruchliwość. Zachowanie się µ i λ można opisać następująco: µ λ niskie temperatury T 3 2 T 3 wysokie temperatury T 3 2 T 1 W niskich temperaturach za ograniczenie drogi swobodnej odpowiadają zderzenia nośników prądu z atomami domieszek (centra rozpraszające), defekty struktury krystalicznej 2
3 (luki, dyslokacje, błędy ułożenia) oraz w polikryształach granice ziaren. Ogromną rolę rozpraszania na atomach domieszki jest związana z tym, że w niskich temperaturach nośniki długo pozostają w pobliżu atomu domieszki, tzn. w zasięgu zaburzonego pola krystalicznego. W wysokich temperaturach dominuje głównie rozpraszanie na fononach i stąd inna zależność od temperatury. 4 Własności optyczne półprzewodników, absorpcja w półprzewodnikach Kiedy wiązka światła monochromatycznego przechodzi przez materiał, to w wyniku odbicia i absorpcji natężenie jej zmniejsza się. Niechaj część energii odbitej na granicy ciała przedstawia wielkość R, która nosi nazwę współczynnika odbicia. Jeśli natężenie padającego światła wynosi I 0, a odbitego I R,to R = I R I 0 (3) Zależność współczynnika odbicia od częstotliwości R(ω) lub długości fali R(λ) nazywa się widmem odbicia. Oznaczymy natężenie światła padającego na warstwę dx, jak to przed- Rys. 2: Absorpcja stawiono na rys. 4, przez I. Wtedy w wyniku absorpcji światła w tej warstwie natężenie promieniowania zmniejszy się o wielkość di. Ilość pochłoniętej energii di jest proporcjonalna do ilości energii padającej na warstwę i grubości warstwy pochłaniającej: di = αidx. (4) Współczynnik proporcjonalności α, wyrażający ilość energii pochłoniętej z wiązki o jednostkowym natężeniu w warstwie o jednostkowej grubości, nosi nazwę współczynnika absorpcji. Całkując powyższe równanie otrzymujemy wyrażenie I = I 0 (1 R)e αd (5) znane jako prawo Bougera-Lamberta. Wielkość α okazuje się charakterystyczna dla pochłaniającego środowiska i zależy od długości fali promieniowania. Zależność współczynnika absorpcji od częstotliwości α(ω) lub od długości fali α(λ) nazywa się widmem absorpcji materiału. Przy wzajemnym odziaływaniu elektronów półprzewodnika z promieniowaniem 3
4 elektromagnetycznym powinny być spełnione dwa prawa: prawo zachowania energii i prawo zachowania quasi-pędu. Jeżeli elektron przed oddziaływaniem wzajemnym z kwantem światła mającym energię hω ipęd h η, posiadał energię E i quasi-pęd p,a po wzajemnym oddziaływaniu miał E i p, to prawa te można zapisać w postaci: E = E + hω η (6) p = p + h (7) Absorpcja promieniowania w półprzewodniku może być związana ze zmianą stany energetycznego swobodnych elektronów albo związanych z atomami, a także ze zmianą energii drgań atomów sieci. W związku z tym w półprzewodnikach rozróżniamy pięć podstawowych typów absorpcji optycznej: samoistną, ekscytonową, przez swobodne nośniki ładunku, domieszkową i absorpcję światła przez sieć krystaliczną. Jeśli przy pochłonięciu przez półprzewodnik kwantu promieniowania elektrony z pasma walencyjnego nabierając dodatniej energii przewyższającej bądź równej szerokości pasma zabronionego przechodzą do pasma przewodnictwa to taka absorpcja nazywana jest samoistną lub podstawową. Przy rozpatrywaniu absorpcji samoistnej półprzewodnika można uwzględnić budowę jego pasm energetycznych. Znane obecnie półprzewodniki zgodnie z układem pasm energetycznych dzielą się na dwie postacie. W pierwszej z nich minimum energii w pasmie przewodnictwa charakteryzuje się wektorem falowym k min, znajduje się w tym samym punkcie strefy Brillouina co i maksimum energii w pasmie walencyjnym określone wektorem falowym k max. Innymi słowy w tych półprzewodnikach k min =k max (rys. 4). W drugiej postaci materiałów ekstrema pasma przewodnictwa i pasma walencyjnego znajdują się przy różnych wartościach k, a więc w tym przypadku k min k max (rys. 4) Do ostatniego typu materiału należy większość półprzewodników np. german czy krzem. Przejścia elektronów przez pasmo zabronione będą zachodzić przede wszystkim pomiędzy stanami energetycznymi odpowiadającymi maksimum pasma walencyjnego i minimum pasma przewodnictwa, tzn. dla wartości quasi-pędu (p= hk) lub wektora falowego k zbliżonych do zera,jak to przedstawiono na rys. 4 W związku z faktem iż wartość wektora falowego fotonu jest znikoma w porównaniu z liczbą falową elektronu w równaniu (7) można go zaniedbać. k = k k =0 (8) Powyższa zależność nazywa się regułą wyboru dla przejść elektronowych i mówi ona, że w procesie wzajemnego oddziaływania elektronu z półprzewodnika z polem promieniowania możliwe są tylko takie przejścia, przy których wektor falowy elektronu nie zmienia się. Przejścia te noszą nazwę przejść prostych. [3] 5 Mechanizmy rekombinacji. Gdyby nośnikami prądu były tylko ładunki jednego znaku, to wprowadzenie dodatkowej ich koncentracji spowodowałoby powstanie nie skompensowanego ładunku elektrycznego. Możliwość wytworzenia dużych względnie jednorodnych zmian koncentracji nośników 4
5 Rys. 3: Przejścia proste Rys. 4: Przejścia skośne prądu w półprzewodniku wynika przede wszystkim z faktu wprowadzenia ładunków przeciwnych znaków, elektronów i dziur. Na przykład, promieniowanie wywołujące międzypasmowe przejścia elektronowe produkuje pary elektron-dziura. Nie powoduje to zakłócenia neutralności elektrycznej kryształu a powrót do równowagi zachodzi poprzez mechanizm relaksacji, zanik nadmiarowych par elektron-dziura, zwany rekombinacją nośników prądu. Proces rekombinacji jest stosunkowo mało prawdopodobny, ze względu na konieczność spełnienia przez rekombinujące nośniki praw zachowania energii i pędu. Jednym z problemów teorii rekombinacji jest wyjaśnienie sposobu rozproszenia energii w procesie rekombinacji. Najprostszym możliwym sposobem jest bezpośrednia anihilacja elektronu i dziury, w której uwolniona energia jest uniesiona przez emitowany foton. rys. 5. Jest to jedyny mechanizm, dla którego prawdopodobieństwo rekombinacji może być dokładnie obliczone. W półprzewodnikach z szeroką przerwą energetyczną główny kanał rekombinacyjny jest związany z niedoskonałościami kryształu, przez które rozumie się defekty sieci, domieszki chemiczne i powierzchnię. Dla określenia tych punktów w krysztale uży- 5
6 Rys. 5: Rekombinacja bezpośrednia. wa się ogólnego terminu: centra rekombinacji. Rekombinacja przez centra jest najczęściej spotykanym procesem rekombinacji, z centrami tymi związane są zlokalizowane poziomy energetyczne wewnątrz przerwy energetycznej półprzewodnika. W takim półprzewodniku rekombinacja nadmiarowej pary elektron-dziura jest procesem dwustopniowym. Jeden z Rys. 6: Rekombinacja pośrednia. nośników prądu jest wychwycony przez centrum jako pierwszy, a następnie zostaje wychwycony nośnik przeciwnego znaku dopełniając aktu rekombinacji. [2] 6
7 6 Ciało doskonale czarne - prawo Plancka Ciało doskonal czarne to ciało całkowicie pochłaniające padające na nie promieniowanie, niezależnie od jego składu widmowego i temperatury. Współczynnik pochłaniania (absorpcji) jest równy 1, zaś promieniowanie ciała doskonale czarnego określone jest tylko przez temperaturę ciała niezależnie od rodzaju materiału, z którego jest zrobione. Zdolność emisyjną ciała doskonale czarnego ε νt w zależności od częstotliwości fali ν i temperatury T opisuje prawo promieniowania Plancka: ε νt = 2πν2 c 2 hν exp ( hν (9) kt 1) gdzie: h - stała Plancka, k - stała Boltzmanna, c - prędkość światła w próżni. Ze wzrostem temperatury, zdolność emisyjna zwiększa się dla każdej wartości częstotliwości fali. Rysunek 7 prezentuje różnice pomiędzy klasycznym i kwantowym spojrzeniem na pro- Rys. 7: blem promieniowania ciała doskonale czarnego. W ujęciu klasycznym względne natężenie promieniowania jest proporcjonalne do kwadratu częstotliwości ν fali EM, co wyrażone jest prawem Rayleigha - Jeansa, u(ν) = 8πν2 c 3 kt (10) charakterystyczny, paraboliczny kształt funkcji na rys.7 prawem Rayleigha - Jeansa związane jest pojęcie katastrofy ultrafioletowej natężenie nie promieniowania rośnie bowiem nieograniczenie dla dużych częstotliwości (czyli np. właśnie dla promieniowania ultrafioletowego). 7
8 7 Źródła światła 7.1 Lampy żarowe Lampy żarowe dostarczają ciągłego promieniowania, mniej lub bardziej zbliżonego rozkładem spektralnym do widma ciała doskonale czarnego. Źródłem promieniowania w lampach żarowych jest najczęściej włókno wolframowe podgrzewane przepływającym prądem do temperatury około 3000 C. W materii skondensowanej promieniowanie jest wynikiem emisji fotonów przez elektrony oddziałujące z otoczeniem i znajdujące się w paśmie przewodzenia na różnych poziomach energetycznych, zatem mogą zachodzić przejścia pasmo - pasmo, elektron swobodny - pasmo i elektron - foton. Ponieważ gęstość poziomów jest bardzo duża, zatem promieniowanie ma widmo ciągłe. Widmo promieniowania zależy do temperatury włókna żarówki i w przybliżeniu daje opisać się rozkładem Plancka (patrz wzór [9]). 7.2 Lampy wyładowcze Dobrym źródłem światła mogą być świecące gazy. Gazy są izolatorami i by wywołać przepływ prądu w polu elektrycznym muszą znajdować się nośniki prądu (np. elektrony lub jony). Mogą to być elektrony wyemitowane w wyniku termo emisji z grzanej katody lub mogą to być nośniki będące wynikiem jonizacji atomów przez promieniowanie jonizujące (np. promieniowanie Roentgena, kosmiczne, ultrafioletowe). Wyładowanie w gazach zależy od wielu czynników, przede wszystkim zaś od ciśnienia gazu. Wyładowanie jarzeniowe obserwuje się w gazach o stosunkowo małym ciśnieniu 1 przy prądzie rzędu ułamków ampera. Wyładowanie jarzeniowe jest najczęściej wykorzystywanym sposobem wzbudzania ośrodków gazowych. Rozkład potencjału wzdłuż rury wyładowczej jest niejednorodny co jest powodem występowania obszarów o różnej jasności świecenia. Największy spadek potencjału jest za katodą, gdzie elektrony są przyśpieszane, ale posiadają zbyt małą energię do wzbudzenia czy zjonizowania atomów. Jest to tzw. ciemnia Crooksa. Dalej obserwowana jest poświata jasna. W tym obszarze na skutek nieelastycznych zderzeń elektrony oddają swoją energię wzbudzając i jonizując atomy, które uderzając w katodę wywołują emisję elektronów. Kolejny obszar to ciemnia Faradaya. W tym obszarze wolne elektrony są przyśpieszane, tak by w obszarze zorzy dodatniej jonizować i wzbudzać atomy na znacznej długości. Obszar zorzy obejmuje praktycznie całą długość rury. Przy ciśnieniach bliskich atmosferycznemu obserwuje się wyładowanie koronowe. Jest ono wynikiem dużych niejednorodności pola w pobliżu ostrz przy dużych napięciach. Gęstość prądu w rurze A cm 2. wyładowczej osiąga rząd kilkuset Przy dużej różnicy potencjałów obserwuje się wyładowanie iskrowe, tj. lawinowy wzrost liczby elektronów i jonów w gazie. Wyładowanie to charakteryzuje się oscylacyjną zależnością prądu od czasu. 1 tzn przy ciśnieniu o wartości kilku Pa 8
9 7.3 Dioda elektroluminescencyjna LED Dioda elektroluminescencyjna wykonana jest z małego kawałka monokrystalicznego półprzewodnika, w którym wytworzono złącze p n przymocowane do podstawki z doprowadzeniami, pokrytej osłoną z żywicy zwykle w kształcie kuli rys Gdy złącze zostanie Rys. 8: Dioda elektroluminescencyjna zamocowana na podstawce i przykryta kołpaczkiem z przezroczystego plastyku. spolaryzowane w kierunku przewodzenia, czyli półprzewodnik p połączony jest z dodatnim biegunem zasilania, wtedy w warstwie typu n, o gróbości 1µm, więcej elektronów znajduje się w pasmie przewodnictwa niż na górnych poziomach pasma podstawowego. Jest to stan odwrócenia obsadzeń (inwersja obsadzeń). Oznacza to że elektrony mogą przejść na puste poziomy pasma podstawowego i rekombinować z dziurami znajdującymi się po stronie p złącza p n. Temu przejściu towarzyszy emisja światła widzialnego lub bliskiej podczerwieni. Zwykle diody są źródłami światła niespójnego. Można półprzewodnik ukształtować tak, by powstał rezonator optyczny, czyniąc emitowane światło spójnym. Materiały z których buduje się najbardziej znane diody elektroluminescencyjne, i odpowiadające im zakresy spektralne promieniowania przedstawia poniższa tabela.[4] Materiał E g [ev ] Domieszka Zakres GaAs Si IR GaP 2.26 N Zielony GaP 2.26 N,N Żółty GaP 2.26 Zn,O Czerwony GaAs 0.6 P Czerwony GaAs 0.35 P N Pomarańczowy GaAs 0.15 P N Żółty Ga 0.6 Al 0.4 As 2.1 Zn Czerwony Ga x Al 1 x As(1 <x<0.7) 2.1 Si IR 9
10 8 Aparatura pomiarowa i pomiary widm Schemat aparatury pomiarowej przestawia rysunek 8. Komunikacja między komputerem a układem pomiarowym odbywa się przez Eurodriver z odpowiednimi kasetami Euro. Zmiana długości fali jest realizowana przez silnik krokowy. Ćwiczenie polegało na po- Rys. 9: Schemat aparatury pomiarowej. miarze widm promieniowania różnych źródeł światła, mianowicie: lampy żarowej, lampy jarzeniowej oraz kilku diod typu LED, emitujących promieniowanie o różnych długościach fali. Celem ćwiczenia było porównanie tych widm oraz określenie materiału jakiego użyto do budowy badanych źródeł światła. Czynności pomiarowe sprowadzały się do właściwego ustawienia badanego źródła światła, uruchomienia programu wspomagającego pomiar oraz wycechowania układu i wprowadzenia zakresu pomiarowego,co czyniło cały pomiar stosunkowo prostym. Ustawienie odległości źródła od układu wejściowego było determinowane przez ogniskową układu skupiającego monochromatora, która wynosiła 36 cm. Cechowanie układu polega na ustawieniu danej długości fali na monochromatorze odczytując ją z podziałek a później z tabeli oraz na wprowadzeniu odczytanej wartości do programu jako aktualne ustawienie monochromatora. Każdy z pomiarów wykonano dwukrotnie, pierwszy pomiar dawał informacje o położeniu maksimum promieniowania, następnie po ustawieniu monochromatora na długość fali odpowiadającą temu maksimum, poprawiano ustawienie źródła światła tak aby uzyskać maksymalne wskazanie natężenia promieniowania. Promieniowanie tła wahało się w granicach jednostek. Bardzo pouczające okazało się być chwilowe odłączenie zasilania fotopowielacza bez naszej wiedzy, które zaowocowało niepotrzebnymi manipulacjami ustawień monochromatora. 10
11 9 Wyniki Wyniki pomiarów otrzymano w postaci plików tekstowych które później poddano obróbce za pomocą programu MicrocalcOrigin Żarówka Jako pierwsze zmierzono widmo zwykłej żarówki. Pomiar zdawał się być najmniej wrażliwy na błędy wynikające z ustawienia źródła światła,wiąże się to z jego mocą.wynik pomiaru przedstawia rysunek 9.1. Jak widać spektrum promieniowania takiej lampy jest szerokie. Miarę szerokości widma promieniowania czy mirę monochromatyczności stanowi parametr w który jest szerokością przedziału długości fal, dla których natężenie spada do wartości 1 2 I max. Dla badanej żarówki wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 470 nm i763nm, co daje wartość parametru w = 293 Rys. 10: Widmo promieniowania żarówki. 11
12 9.2 Lampa jarzeniowa marki PHILIPS Kolejnym przedmiotem pomiaru była lampa jarzeniowa marki PHILIPS. Podobnie jak w poprzednim przypadku duża moc źródła ułatwiała wykonanie pomiaru. W tym przypadku nie można wyznaczyć parametru w z uwagi na charakter spektralny promieniowania. Widmo składa jak widać z kilku dominujących linii: 365 nm, 405 nm, 437 nm, 486 nm, 546 nm, 612 nm i 871 nm oraz ze słabej składowej znajdującej się w zakresie od 575 nm do 720 nm. Rys. 11: Widmo promieniowania lampy jarzeniowej PHILIPS. 12
13 9.3 Dioda niebieska Przy pomiarze widm promieniowania diod luminescencyjnych ustawienie ich położenia wymagało większej dokładności niż w przypadku lamp żarowej i jarzeniowej. Powodem tego była ich stosunkowo mała moc promieniowania. Widmo promieniowania diody niebieskiej przedstawia rysunek 9.3. Zaobserwowano jeno duże maksimum promieniowania dla długości fali 425 nm oraz dwa bardzo małe dla 368 nm i 852 nm, co odpowiada energiom 5,36 ev, 4,64 ev i 2,31 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 401 nm i465nm, co daje wartość parametru w = 64. Rys. 12: Widmo promieniowania diody niebieskiej. 13
14 9.4 Dioda zielona zwykła Widmo promieniowania zwykłej diody zielonej przedstawia rysunek 9.4. Widmo to posiada dwa maksima, dla 558 nm i566nm, a odpowiadające im energie to 3,53 ev oraz 3,48 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 551nm i 576nm, co daje wartość parametru w =25. Rys. 13: Widmo promieniowania diody zielonej zwykłej. 14
15 9.5 Dioda zielona-jasno świecąca Widmo promieniowania jasno świecącej diody zielonej przedstawia rysunek 9.5. Zaobserwowano maksimum promieniowania dla długości fali 557 nm co energetycznie odpowiada 3,54 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 548nm i571nm, co daje wartość parametru w = 23. Rys. 14: Widmo promieniowania diody zielonej jasno świecącej. 15
16 9.6 Dioda czerwona zwykła Widmo promieniowania zwykłej diody czerwonej przedstawia rysunek 9.6. Maksimum promieniowania zaobserwowano dla długości fali 670 nm co energetycznie odpowiada 2,94 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 661 nm i 680 nm, co daje wartość parametru w =19. Rys. 15: Widmo promieniowania diody czerwonej zwykłej. 16
17 9.7 Dioda czerwona-jasno świecąca Widmo promieniowania diody czerwonej jasno świecącej przedstawia rysunek 9.7.Zaobserwowano maksimum promieniowania dla długości fali 631 nm co energetycznie odpowiada 3,12 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości 1 2 I max, wynoszą 613 nm i 655 nm, co daje wartość parametru w =42. Rys. 16: Widmo promieniowania diody czerwonej jasno świecącej. 17
18 9.8 Dioda na podczerwień Widmo promieniowania diody na podczerwień przedstawia rysunek 9.8. Maksymalne natężenie promieniowania w przypadku tej diody przypada na 895 nm, a wartość energii 2,2 ev. Wartości długości fali dla których natężenie promieniowania spada do wartości I max 1 2 I max, wynoszą 866 nm i 919 nm, co daje wartość parametru w = 53. Rys. 17: Widmo promieniowania diody emitującej promieniowanie podczerwone. 18
19 10 Wnioski i dyskusja błędów Z widm i z prostych wyliczeń wynika że najbardziej monochromatyczne światło emitują diody: czerwona zwykła oraz zielona jasno świecąca a najmniej monochromatyczne emitują diody: podczerwona i niebieska. Nie jest zaskoczeniem bardzo szerokie spektrum promieniowania żarówki oraz lampy jarzeniowej. Jeśli chodzi o lampę jarzeniową to bardzo ciekawy jest charakter jej promieniowania z uwagi na różnorodność pików związaną z wieloma przejściami w atomach gazów. Widma zmierzone na pracowni są z pewnością dobrym źródłem informacji dotyczących zakresu widmowego emitowanego światła, ale jak każdy wynik doświadczalny są obarczone błędem pomiarowym. Głównym jak i najbardziej niepożądanym błędem jest błąd odczytu długości fali, związany z wielkością kroku silnika krokowego oraz luzami na przekładniach znajdujących się wewnątrz monochromatora. Nie bez znaczenia jest również błąd którym obarczona jest tabela przeliczania wskazań monochromatora na długości fali. Kolejnym źródłem błędu jest promieniowanie tła, które podczas całego pomiaru dostawało się do okienka wejściowego monochromatora. Jednak wpływ tego błędu z punktu widzenia wyznaczania maksimum promieniowania źródeł można pominąć ze względu na stosunkowo bardzo małą wartość natężenia promieniowania tła. Wyjątkiem może być badanie diody zielonej-zwykłej, gdzie to promieniowanie tła stanowi jedną trzecią maksimum promieniowania tej diody. Zakłócenia pomiaru powodował również każdy nacisk na stół na którym stały źródła światła. Związane jest to z dużą ogniskową układu wejściowego monochromatora, ponieważ każda zmiana położenia źródła światła powoduje zmianę ilości światła wpadającego do monochromatora. Poza tym wpływ na profil widm mogła mieć też charakterystyka fotopowielacza. Spis literatury [1] Encyklopedia Fizyki, PWN Warszawa [2] T. Figielski,Zjawiska nierównowagowe w półprzewodnikach. PWN Warszawa 1980 [3] K. W. Szalimowa Fizyka półprzewodników. PWN Warszawa 1974 [4] B. Ziętek Optoelektronika. Toruń
Ćwiczenie 4. Fotoprzewodnictwo cienkich warstw i. Paweł Turbak Tomasz Winiarski
Ćwiczenie 4 Fotoprzewodnictwo cienkich warstw i kryształów Paweł Turbak Tomasz Winiarski 13 grudnia 2001 Spis treści 1 Podstawowe pojęcia teoretyczne 2 1.1 Masa efektywna............................. 2
Widma odbicia i transmisji cienkich warstw, struktur wielowarstwowych i kryształów. Paweł Turbak i Tomasz Winiarski
Widma odbicia i transmisji cienkich warstw, struktur wielowarstwowych i kryształów Paweł Turbak i Tomasz Winiarski 13 grudnia 2001 Spis treści 1 Podstawowe pojęcia teoretyczne 2 1.1 Masa efektywna..................................
WYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska
1 II PRACOWNIA FIZYCZNA: FIZYKA ATOMOWA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie
Przejścia promieniste
Przejście promieniste proces rekombinacji elektronu i dziury (przejście ze stanu o większej energii do stanu o energii mniejszej), w wyniku którego następuje emisja promieniowania. E Długość wyemitowanej
!!!DEL są źródłami światła niespójnego.
Dioda elektroluminescencyjna DEL Element czynny DEL to złącze p-n. Gdy zostanie ono spolaryzowane w kierunku przewodzenia, to w obszarze typu p, w warstwie o grubości rzędu 1µm, wytwarza się stan inwersji
ĆWICZENIE Nr 4 LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników POLITECHNIKA ŁÓDZKA
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH ĆWICZENIE Nr 4 Badanie krawędzi absorpcji podstawowej w kryształach półprzewodników I. Cześć doświadczalna. 1. Uruchomić Spekol
Absorpcja związana z defektami kryształu
W rzeczywistych materiałach sieć krystaliczna nie jest idealna występują różnego rodzaju defekty. Podział najważniejszych defektów ze względu na właściwości optyczne: - inny atom w węźle sieci: C A atom
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. DUALIZM ŚWIATŁA fala interferencja, dyfrakcja, polaryzacja,... kwant, foton promieniowanie ciała doskonale
Struktura pasmowa ciał stałych
Struktura pasmowa ciał stałych dr inż. Ireneusz Owczarek CMF PŁ ireneusz.owczarek@p.lodz.pl http://cmf.p.lodz.pl/iowczarek 2012/13 Spis treści 1. Pasmowa teoria ciała stałego 2 1.1. Wstęp do teorii..............................................
Teoria pasmowa. Anna Pietnoczka
Teoria pasmowa Anna Pietnoczka Opis struktury pasmowej we współrzędnych r, E Zmiana stanu elektronów przy zbliżeniu się atomów: (a) schemat energetyczny dla atomów sodu znajdujących się w odległościach
UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO. Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2. Elektroluminescencja
UNIWERSYTET SZCZECIŃSKI INSTYTUT FIZYKI ZAKŁAD FIZYKI CIAŁA STAŁEGO Ćwiczenie laboratoryjne Nr.2 Elektroluminescencja SZCZECIN 2002 WSTĘP Mianem elektroluminescencji określamy zjawisko emisji spontanicznej
Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane
Podstawy fizyki ciała stałego półprzewodniki domieszkowane Półprzewodnik typu n IV-Ge V-As Jeżeli pięciowartościowy atom V-As zastąpi w sieci atom IV-Ge to cztery elektrony biorą udział w wiązaniu kowalentnym,
n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A / B 2 1 hν exp( ) 1 kt (24)
n n 1 2 = exp( ε ε ) 1 / kt = exp( hν / kt) (23) 2 to wzór (22) przejdzie w następującą równość: ρ (ν) = B B A 1 2 / B hν exp( ) 1 kt (24) Powyższe równanie określające gęstość widmową energii promieniowania
półprzewodniki Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Struktura krystaliczna Dygresja Sebastian Maćkowski
Plan na dzisiaj Optyka nanostruktur Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 półprzewodniki
Repeta z wykładu nr 3. Detekcja światła. Struktura krystaliczna. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 3 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Różne dziwne przewodniki
Różne dziwne przewodniki czyli trzy po trzy o mechanizmach przewodzenia prądu elektrycznego Przewodniki elektronowe Metale Metale (zwane również przewodnikami) charakteryzują się tym, że elektrony ich
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE
I. PROMIENIOWANIE CIEPLNE - lata '90 XIX wieku WSTĘP Widmo promieniowania elektromagnetycznego zakres "pokrycia" różnymi rodzajami fal elektromagnetycznych promieniowania zawartego w danej wiązce. rys.i.1.
i elementy z półprzewodników homogenicznych część II
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych część II Ryszard J. Barczyński, 2016 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Kwantowa natura promieniowania
Kwantowa natura promieniowania Promieniowanie ciała doskonale czarnego Ciało doskonale czarne ciało, które absorbuje całe padające na nie promieniowanie bez względu na częstotliwość. Promieniowanie ciała
Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła
W- (Jaroszewicz) 19 slajdów Na podstawie prezentacji prof. J. Rutkowskiego Fizyka kwantowa promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne kwantyzacja światła efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy
Elektryczne własności ciał stałych
Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności elektryczne trzeba zdefiniować kilka wielkości Oporność właściwa (albo przewodność) ładunek [C] = 1/
Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach
Funkcja rozkładu Fermiego-Diraca w różnych temperaturach 1 f FD ( E) = E E F exp + 1 kbt Styczna do krzywej w punkcie f FD (E F )=0,5 przecina oś energii i prostą f FD (E)=1 w punktach odległych o k B
Przewodność elektryczna ciał stałych. Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki
Przewodność elektryczna ciał stałych Elektryczne własności ciał stałych Izolatory, metale i półprzewodniki Elektryczne własności ciał stałych Do sklasyfikowania różnych materiałów ze względu na ich własności
1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego
1 I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego Cel ćwiczenia: Wyznaczenie charakterystyki spektralnej nietermicznego źródła promieniowania (dioda LD
Cel ćwiczenia: Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporności elektrycznej monokryształu germanu od temperatury.
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ
ĆWICZENIE 48 WYZNACZENIE STAŁEJ PLANCKA NA PODSTAWIE CHARAKTERYSTYKI DIODY ELEKTROLUMINESCENCYJNEJ Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałej Plancka na podstawie pomiaru charakterystyki prądowonapięciowej diody
Półprzewodniki samoistne. Struktura krystaliczna
Półprzewodniki samoistne Struktura krystaliczna Si a5.43 A GaAs a5.63 A ajczęściej: struktura diamentu i blendy cynkowej (ZnS) 1 Wiązania chemiczne Wiązania kowalencyjne i kowalencyjno-jonowe 0K wszystkie
Repeta z wykładu nr 4. Detekcja światła. Dygresja. Plan na dzisiaj
Repeta z wykładu nr 4 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
Promieniowanie cieplne ciał.
Wypromieniowanie fal elektromagnetycznych przez ciała Promieniowanie cieplne (termiczne) Luminescencja Chemiluminescencja Elektroluminescencja Katodoluminescencja Fotoluminescencja Emitowanie fal elektromagnetycznych
Badanie emiterów promieniowania optycznego
LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI Ćwiczenie 9 Badanie emiterów promieniowania optycznego Cel ćwiczenia: Zapoznanie studentów z podstawowymi charakterystykami emiterów promieniowania optycznego. Badane elementy:
W1. Właściwości elektryczne ciał stałych
W1. Właściwości elektryczne ciał stałych Względna zmiana oporu właściwego przy wzroście temperatury o 1 0 C Materiał Opór właściwy [m] miedź 1.68*10-8 0.0061 żelazo 9.61*10-8 0.0065 węgiel (grafit) 3-60*10-3
Stałe : h=6, Js h= 4, eVs 1eV= J nie zależy
T_atom-All 1 Nazwisko i imię klasa Stałe : h=6,626 10 34 Js h= 4,14 10 15 evs 1eV=1.60217657 10-19 J Zaznacz zjawiska świadczące o falowej naturze światła a) zjawisko fotoelektryczne b) interferencja c)
Teoria pasmowa ciał stałych
Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach ulegają rozszczepieniu. W kryształach zjawisko to prowadzi do wytworzenia się pasm. Klasyfikacja ciał stałych na podstawie struktury
Badanie absorpcji. półprzewodników w podczerwieni
Pracownia Podstaw Mikroelektroniki Ćwiczenie 12 Badanie absorpcji półprzewodników w podczerwieni Wykonali: Paweł Turbak i Tomasz Winiarski 1.0 Widma oscylacyjno rotacyjne W czasie długotrwałego oddziaływania
Przerwa energetyczna w germanie
Ćwiczenie 1 Przerwa energetyczna w germanie Cel ćwiczenia Wyznaczenie szerokości przerwy energetycznej przez pomiar zależności oporu monokryształu germanu od temperatury. Wprowadzenie Eksperymentalne badania
Rekapitulacja. Detekcja światła. Rekapitulacja. Rekapitulacja
Rekapitulacja Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Skończona studnia potencjału
Skończona studnia potencjału U = 450 ev, L = 100 pm Fala wnika w ściany skończonej studni długość fali jest większa (a energia mniejsza) Teoria pasmowa ciał stałych Poziomy elektronowe atomów w cząsteczkach
Własności optyczne półprzewodników
Własności optyczne półprzewodników Andrzej Wysmołek Wykład przygotowany w oparciu o wykłady prowadzone na Wydziale Fizyki UW przez prof. Mariana Grynberga oraz prof. Romana Stępniewskiego Klasyfikacja
STRUKTURA PASM ENERGETYCZNYCH
PODSTAWY TEORII PASMOWEJ Struktura pasm energetycznych Teoria wa Struktura wa stałych Półprzewodniki i ich rodzaje Półprzewodniki domieszkowane Rozkład Fermiego - Diraca Złącze p-n (dioda) Politechnika
Złącze p-n: dioda. Przewodnictwo półprzewodników. Dioda: element nieliniowy
Złącze p-n: dioda Półprzewodniki Przewodnictwo półprzewodników Dioda Dioda: element nieliniowy Przewodnictwo kryształów Atomy dyskretne poziomy energetyczne (stany energetyczne); określone energie elektronów
Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej
Zaburzenia periodyczności sieci krystalicznej Defekty liniowe dyslokacja krawędziowa dyslokacja śrubowa dyslokacja mieszana Defekty punktowe obcy atom w węźle luka w sieci (defekt Schottky ego) obcy atom
Wprowadzenie do ekscytonów
Proces absorpcji można traktować jako tworzenie się, pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, pary elektron-dziura, które mogą być opisane w przybliżeniu jednoelektronowym. Dokładniejszym podejściem
Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury.
1 Ciało doskonale czarne absorbuje całkowicie padające promieniowanie. Parametry promieniowania ciała doskonale czarnego zależą tylko jego temperatury. natężenie natężenie teoria klasyczna wynik eksperymentu
Rozszczepienie poziomów atomowych
Rozszczepienie poziomów atomowych Poziomy energetyczne w pojedynczym atomie Gdy zbliżamy atomy chmury elektronowe nachodzą na siebie (inaczej: funkcje falowe elektronów zaczynają się przekrywać) Na skutek
Badanie charakterystyki diody
Badanie charakterystyki diody Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie charakterystyk prądowo napięciowych różnych diod półprzewodnikowych. Wstęp Dioda jest jednym z podstawowych elementów elektronicznych,
Wykład IV. Półprzewodniki samoistne i domieszkowe
Wykład IV Półprzewodniki samoistne i domieszkowe Półprzewodniki (Si, Ge, GaAs) Konfiguracja elektronowa Si : 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 2 = [Ne] 3s 2 3p 2 4 elektrony walencyjne Półprzewodnik samoistny Talent
wymiana energii ciepła
wymiana energii ciepła Karolina Kurtz-Orecka dr inż., arch. Wydział Budownictwa i Architektury Katedra Dróg, Mostów i Materiałów Budowlanych 1 rodzaje energii magnetyczna kinetyczna cieplna światło dźwięk
Repeta z wykładu nr 5. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Złącze p-n. złącze p-n
Repeta z wykładu nr 5 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje:
WFiIS. Wstęp teoretyczny:
WFiIS PRACOWNIA FIZYCZNA I i II Imię i nazwisko: 1. 2. TEMAT: ROK GRUPA ZESPÓŁ NR ĆWICZENIA Data wykonania: Data oddania: Zwrot do poprawy: Data oddania: Data zliczenia: OCENA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie
Czym jest prąd elektryczny
Prąd elektryczny Ruch elektronów w przewodniku Wektor gęstości prądu Przewodność elektryczna Prawo Ohma Klasyczny model przewodnictwa w metalach Zależność przewodności/oporności od temperatury dla metali,
SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE
SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest
S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Półprzewodniki. Półprzewodniki
Półprzewodniki Definicja i własności Półprzewodnik materiał, którego przewodnictwo rośnie z temperaturą (opór maleje) i w temperaturze pokojowej wykazuje wartości pośrednie między przewodnictwem metali,
Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny
Repeta z wykładu nr 8 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 przegląd detektorów
Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Półprzewodniki i elementy z półprzewodników homogenicznych Ryszard J. Barczyński, 2012 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Publikacja
Spektroskopia modulacyjna
Spektroskopia modulacyjna pozwala na otrzymanie energii przejść optycznych w strukturze z bardzo dużą dokładnością. Charakteryzuje się również wysoką czułością, co pozwala na obserwację słabych przejść,
Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka
Pasmowa teoria przewodnictwa elektrycznego Anna Pietnoczka Wpływ rodzaju wiązań na przewodność próbki: Wiązanie jonowe - izolatory Wiązanie metaliczne - przewodniki Wiązanie kowalencyjne - półprzewodniki
Efekt fotoelektryczny
Ćwiczenie 82 Efekt fotoelektryczny Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest obserwacja efektu fotoelektrycznego: wybijania elektronów z metalu przez światło o różnej częstości (barwie). Pomiar energii kinetycznej
Światło fala, czy strumień cząstek?
1 Światło fala, czy strumień cząstek? Teoria falowa wyjaśnia: Odbicie Załamanie Interferencję Dyfrakcję Polaryzację Efekt fotoelektryczny Efekt Comptona Teoria korpuskularna wyjaśnia: Odbicie Załamanie
Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor
Fotoelementy Wstęp W wielu dziedzinach techniki zachodzi potrzeba rejestracji, wykrywania i pomiaru natężenia promieniowania elektromagnetycznego o różnych długościach fal, w tym i promieniowania widzialnego,
ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE
ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE Źródła światła Prawo promieniowania Kirchhoffa Ciało doskonale czarne Promieniowanie ciała doskonale czarnego Prawo promieniowania Plancka Prawo Stefana-Boltzmanna Prawo przesunięć
Wykład VI. Teoria pasmowa ciał stałych
Wykład VI Teoria pasmowa ciał stałych Energia elektronu (ev) Powstawanie pasm w krysztale sodu pasmo walencyjne (zapełnione częściowo) Konfiguracja w izolowanym atomie Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Ne Położenie
Przejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach)
Przejścia kwantowe w półprzewodnikach (kryształach) Rozpraszanie na nieruchomej sieci krystalicznej (elektronów, neutronów, fotonów) zwykłe odbicie Bragga (płaszczyzny krystaliczne odgrywają rolę rys siatki
Wykład III. Teoria pasmowa ciał stałych
Wykład III Teoria pasmowa ciał stałych Energia elektronu (ev) Powstawanie pasm w krysztale sodu pasmo walencyjne (zapełnione częściowo) Konfiguracja w izolowanym atomie Na: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 Ne Położenie
Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5)
Wojciech Niwiński 30.03.2004 Bartosz Lassak Wojciech Zatorski gr.7lab Sprzęganie światłowodu z półprzewodnikowymi źródłami światła (stanowisko nr 5) Zadanie laboratoryjne miało na celu zaobserwowanie różnic
Promieniowanie X. Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X
Promieniowanie X Jak powstaje promieniowanie rentgenowskie Budowa lampy rentgenowskiej Widmo ciągłe i charakterystyczne promieniowania X Lampa rentgenowska Lampa rentgenowska Promieniowanie rentgenowskie
Ćwiczenie nr 5 Doświadczenie Franka-Hertza. Pomiar energii wzbudzenia atomów neonu.
Ćwiczenie nr 5 Doświadczenie Franka-Hertza. Pomiar energii wzbudzenia atomów neonu. A. Opis zagadnienia I. Doświadczenie Franka-Hertza W 1914 roku James Franck i Gustav Hertz przeprowadzili doświadczenie,
TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH
TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH Skolektywizowane elektrony w metalu Weźmy pod uwagę pewną ilość atomów jakiegoś metalu, np. sodu. Pojedynczy atom sodu zawiera 11 elektronów o konfiguracji 1s 2 2s 2 2p 6 3s
I. DIODA ELEKTROLUMINESCENCYJNA
1 I. DIODA LKTROLUMINSCNCYJNA Cel ćwiczenia : Pomiar charakterystyk elektrycznych diod elektroluminescencyjnych. Zagadnienia: misja spontaniczna, złącze p-n, zasada działania diody elektroluminescencyjnej
Wzajemne relacje pomiędzy promieniowaniem a materią wynikają ze zjawisk związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. Do podstawowych zjawisk
Wzajemne relacje pomiędzy promieniowaniem a materią wynikają ze zjawisk związanych z oddziaływaniem promieniowania z materią. Do podstawowych zjawisk fizycznych tego rodzaju należą zjawiska odbicia i załamania
Wykład XIV: Właściwości optyczne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych
Wykład XIV: Właściwości optyczne JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych Treść wykładu: Treść wykładu: 1. Wiadomości wstępne: a) Załamanie
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY. Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir
POLITECHNIKA GDAŃSKA WYDZIAŁ FIZYKI TECHNICZNEJ I MATEMATYKI STOSOWANEJ EKSCYTONY W CIAŁACH ACH STAŁYCH Seminarium z Molekularnego Ciała a Stałego Jędrzejowski Jaromir Co to sąs ekscytony? ekscyton to
ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS
ZASADY ZALICZENIA PRZEDMIOTU MBS LABORATORIUM - MBS 1. ROZWIĄZYWANIE WIDM kolokwium NMR 25 kwietnia 2016 IR 30 maja 2016 złożone 13 czerwca 2016 wtorek 6.04 13.04 20.04 11.05 18.05 1.06 8.06 coll coll
IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.
1 A. Fotodioda Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody. Zagadnienia: Efekt fotowoltaiczny, złącze p-n Wprowadzenie Fotodioda jest urządzeniem półprzewodnikowym w którym zachodzi
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki
OPTYKA KWANTOWA Wykład dla 5. roku Fizyki c Adam Bechler 006 Instytut Fizyki Uniwersytetu Szczecińskiego Równania (3.7), pomimo swojej prostoty, nie posiadają poza nielicznymi przypadkami ścisłych rozwiązań,
Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)
Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) 1. Wymagane zagadnienia - ruch ładunku w polu magnetycznym, siła Lorentza, pole elektryczne - omówić zjawisko Halla, wyprowadzić wzór na napięcie
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach
Efekt Comptona. Efektem Comptona nazywamy zmianę długości fali elektromagnetycznej w wyniku rozpraszania jej na swobodnych elektronach Efekt Comptona. p f Θ foton elektron p f p e 0 p e Zderzenia fotonów
SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE
1 SPEKTROSKOPIA IR I SPEKTROSKOPIA RAMANA JAKO METODY KOMPLEMENTARNE 2 Promieniowanie o długości fali 2-50 μm nazywamy promieniowaniem podczerwonym. Absorpcja lub emisja promieniowania z tego zakresu jest
Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)
Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA) Promieniowaniem X nazywa się promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od około
II. WYBRANE LASERY. BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet
II. WYBRANE LASERY BERNARD ZIĘTEK IF UMK www.fizyka.umk.pl/~ /~bezet Laser gazowy Laser He-Ne, Mechanizm wzbudzenia Bernard Ziętek IF UMK Toruń 2 Model Bernard Ziętek IF UMK Toruń 3 Rozwiązania stacjonarne
Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne
Zjawiska zachodzące w półprzewodnikach Przewodniki samoistne i niesamoistne Materiały dydaktyczne dla kierunku Technik Optyk (W12) Kwalifikacyjnego kursu zawodowego. Zadania elektroniki: Urządzenia elektroniczne
Wykład 14. Termodynamika gazu fotnonowego
Wykład 14 Termodynamika gazu fotnonowego dr hab. Agata Fronczak, prof. PW Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska 16 stycznia 217 dr hab. A. Fronczak (Wydział Fizyki PW) Wykład: Elementy fizyki statystycznej
Zakres wykładu. Detekcja światła. Zakres wykładu. Zakres wykładu
Zakres wykładu Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 Konsultacje: czwartek
Wykład IV. Dioda elektroluminescencyjna Laser półprzewodnikowy
Wykład IV Dioda elektroluminescencyjna Laser półprzewodnikowy Półprzewodniki - diagram pasmowy Kryształ Si, Ge, GaAs Struktura krystaliczna prowadzi do relacji dyspersji E(k). Krzywizna pasm decyduje o
Lasery półprzewodnikowe. przewodnikowe. Bernard Ziętek
Lasery półprzewodnikowe przewodnikowe Bernard Ziętek Plan 1. Rodzaje półprzewodników 2. Parametry półprzewodników 3. Złącze p-n 4. Rekombinacja dziura-elektron 5. Wzmocnienie 6. Rezonatory 7. Lasery niskowymiarowe
Przewodnictwo elektryczne ciał stałych. Fizyka II, lato
Przewodnictwo elektryczne ciał stałych Fizyka II, lato 2016 1 Własności elektryczne ciał stałych Komputery, kalkulatory, telefony komórkowe są elektronicznymi urządzeniami półprzewodnikowymi wykorzystującymi
Widmo promieniowania
Widmo promieniowania Spektroskopia Każde ciało wysyła promieniowanie. Promieniowanie to jest składa się z wiązek o różnych długościach fal. Jeśli wiązka światła pada na pryzmat, ulega ono rozszczepieniu,
Model elektronów swobodnych w metalu
Model elektronów swobodnych w metalu Stany elektronu w nieskończonej trójwymiarowej studni potencjału - dozwolone wartości wektora falowego k Fale stojące - warunki brzegowe znikanie funkcji falowej na
Analiza spektralna widma gwiezdnego
Analiza spektralna widma gwiezdnego JG &WJ 13 kwietnia 2007 Wprowadzenie Wprowadzenie- światło- podstawowe źródło informacji Wprowadzenie- światło- podstawowe źródło informacji Wprowadzenie- światło- podstawowe
Repeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik
Repeta z wykładu nr 6 Detekcja światła Sebastian Maćkowski Instytut Fizyki Uniwersytet Mikołaja Kopernika Adres poczty elektronicznej: mackowski@fizyka.umk.pl Biuro: 365, telefon: 611-3250 - kontakt omowy
Przejścia optyczne w strukturach niskowymiarowych
Współczynnik absorpcji w układzie dwuwymiarowym można opisać wyrażeniem: E E gdzie i oraz f są energiami stanu początkowego i końcowego elektronu, zapełnienie tych stanów opisane jest funkcją rozkładu
Oddziaływanie cząstek z materią
Oddziaływanie cząstek z materią Trzy główne typy mechanizmów reprezentowane przez Ciężkie cząstki naładowane (cięższe od elektronów) Elektrony Kwanty gamma Ciężkie cząstki naładowane (miony, p, cząstki
I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona. Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona
r. akad. 004/005 I.4 Promieniowanie rentgenowskie. Efekt Comptona Otrzymywanie promieniowania X Pochłanianie X przez materię Efekt Comptona Jan Królikowski Fizyka IVBC 1 r. akad. 004/005 0.01 nm=0.1 A
Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika
Fizyka 3 Konsultacje: p. 39, Mechatronika marzan@mech.pw.edu.pl Zaliczenie: 1 sprawdzian 30 pkt 15.1 18 3.0 18.1 1 3.5 1.1 4 4.0 4.1 7 4.5 7.1 30 5.0 http:\\adam.mech.pw.edu.pl\~marzan Program: - elementy
Ciała stałe. Literatura: Halliday, Resnick, Walker, t. 5, rozdz. 42 Orear, t. 2, rozdz. 28 Young, Friedman, rozdz
Ciała stałe Podstawowe własności ciał stałych Struktura ciał stałych Przewodnictwo elektryczne teoria Drudego Poziomy energetyczne w krysztale: struktura pasmowa Metale: poziom Fermiego, potencjał kontaktowy
WYZNACZENIE STAŁEJ STEFANA - BOLTZMANNA
ĆWICZENIE 32 WYZNACZENIE STAŁEJ STEFANA - BOLTZMANNA Cel ćwiczenia: Wyznaczenie stałej Stefana-Boltzmanna metodami jednakowej temperatury i jednakowej mocy. Zagadnienia: ciało doskonale czarne, zdolność
Lasery. Własności światła laserowego Zasada działania Rodzaje laserów
Lasery Własności światła laserowego Zasada działania Rodzaje laserów Lasery Laser - nazwa utworzona jako akronim od Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez
BADANIE PROMIENIOWANIA CIAŁA DOSKONALE CZARNEGO
ZADANIE 9 BADANIE PROMIENIOWANIA CIAŁA DOSKONALE CZARNEGO Wstęp KaŜde ciało o temperaturze wyŝszej niŝ K promieniuje energię w postaci fal elektromagnetycznych. Widmowa zdolność emisyjną ciała o temperaturze
Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy
Początek XX wieku Światło: fala czy cząstka? Kwantowanie energii promieniowania termicznego postulat Plancka efekt fotoelektryczny efekt Comptona Fale materii de Broglie a Dualizm korpuskularno - falowy
Właściwości optyczne. Oddziaływanie światła z materiałem. Widmo światła widzialnego MATERIAŁ
Właściwości optyczne Oddziaływanie światła z materiałem hν MATERIAŁ Transmisja Odbicie Adsorpcja Załamanie Efekt fotoelektryczny Tradycyjnie właściwości optyczne wiążą się z zachowaniem się materiałów