Kas teate pooljuhtlaserite kohta? (1. osa)

1. Pooljuhtlaseridmääratlus

Tavaliselt nimetame halva elektrijuhtivusega materjale, nagu kivisüsi, tehiskristallid, merevaigukollane ja keraamika.isolaatorid.

Elektrit hästi juhtivaid metalle, nagu kuld, hõbe, vask, raud, tina ja alumiinium, nimetataksedirigendid.

Toatemperatuuril nimetatakse materjalide juhtivusomadusi juhtide ja isolaatorite vahelpooljuhid.

Võrreldes juhtide ja isolaatoritega, avastati pooljuhtmaterjalid suhteliselt hilja ja alles 1930. aastatel tunnistas akadeemiline ringkond pooljuhtide olemasolu tõeliselt, kui materjalide puhastamise tehnikaid täiustati.

2. Arenguajalugu

1833. aastal avastas elektroonika isa Briti teadlane Faraday esmakordselt, et hõbesulfiidi vastupidavus temperatuurimuutustele erineb tavaliste metallide omast. Tavaolukorras suureneb metallide vastupidavus temperatuuri tõustes, kuid Baradei leidis, et hõbesulfiidmaterjalide vastupidavus väheneb temperatuuri tõustes. See on esimene pooljuhtnähtuse avastus.

1839. aastal avastas prantslane Becquerel, et pooljuhi ja elektrolüüdi vaheline ristmik tekitab valguse käes pinget. Seda hakati nimetama fotogalvaaniliseks efektiks. See oli pooljuhtide teine ​​avastatud omadus.

1873. aastal avastas Inglismaa Smith fotojuhtivuse efekti, mis suurendab seleenikristallmaterjalide juhtivust valguses, mis on veel üks pooljuhtide omadus. Kuigi need neli pooljuhtide efekti (Halli efekti jäänused -- nelja seotud efekti avastamine) avastati enne 1880. aastat, kasutasid terminit pooljuht esmakordselt ilmselt 1911. aastal Coneyberg ja Weiss. Alles 1947. aasta detsembris. et Bell LABS viis pooljuhtide nelja omaduse iseloomustamise lõpule.

1874. aastal täheldas Braun Saksamaal, et mõne sulfiidi juhtivus on seotud rakendatava elektrivälja suunaga, see tähendab, et selle juhtivus on suunatud ja kui mõlemasse otsa suunatakse päripinge, on see juhtiv; Kui pinge polaarsus on vastupidine, ei juhi see elektrit. See on pooljuhi terviklik mõju ja pooljuhi kolmas tunnus. Samal aastal avastas Schuster ka vase ja vaskoksiidi alaldiefekti.

Paljud inimesed imestavad, miks pooljuhtide äratundmine nii kaua aega võttis. Peamine põhjus oli see, et materjalid ei olnud puhtad. Ilma heade materjalideta on paljusid materjalidega seotud probleeme raske seletada.

3. Pooljuhtlaserite klassifikatsioon

Keemilise koostise võib jagada kahte kategooriasse: element-pooljuht ja liitpooljuht.

Germaaniumi ja räni kasutatakse tavaliselt elementaarsete pooljuhtidena; Liitpooljuhtide hulka kuuluvad Ⅲ ja Ⅴ rühma ühendid (galliumarseniid, galliumfosfiid jne), Ⅱ ja Ⅵ rühma ühendid (kaadmiumsulfiid, tsinksulfiid jne), oksiidid (mangaan, kroom, raud, vaskoksiidid) ja tahked lahused. mis koosneb rühma ⅲ-ⅴ ühenditest ja rühma ⅱ-ⅵ ühenditest (galliumalumiiniumarseen, galliumarseenfosfor jne).

Tootmistehnoloogia järgi saab pooljuhte liigitada integraallülitusseadmeteks, diskreetseteks seadmeteks, fotoelektrilisteks pooljuhtideks, logistika-, analoog-, mälu- ja muudeks kategooriateks. Üldiselt jagatakse need väikestesse kategooriatesse.

4. Pooljuhtlaserite omadused

Pooljuhtide viis omadust: doping, termiline tundlikkus, valgustundlikkus, negatiivse takistuse temperatuuriomadused ja alaldi omadused.

Kristallstruktuuri moodustavas pooljuhis saab elektrijuhtivust reguleerida spetsiifiliste lisandielementide kunstliku lisamisega. Valguse ja soojuskiirguse tingimustes muutub selle juhtivus ilmselgelt.

5. Pooljuhtlaserite tööpõhimõte

Sisemine pooljuht: pooljuhti, mis ei sisalda lisandeid ega võre defekte, nimetatakse sisemiseks pooljuhiks. Äärmiselt madalatel temperatuuridel on pooljuhi valentsriba täisriba. Pärast termilist ergastamist ületab osa valentsriba elektronidest keelatud riba ja siseneb tühja riba suurema energiaga. Juhtivusriba saab pärast elektronide olemasolu tühjas ribas ja elektroni puudumine valentsribas moodustab positiivselt laetud vakantsi, mida nimetatakse auguks.

Aukude juhtivus ei ole tegelik liikumine, vaid selle ekvivalent. Kui elektron juhib elektrit, liiguvad võrdse laenguga augud vastupidises suunas. Need tekitavad välise elektrivälja toimel suunatud liikumist ja moodustavad makroskoopilise voolu, mida nimetatakse vastavalt elektronjuhtivuseks ja aukjuhtivuseks.

Sellist elektron-augu paaride tekkest tingitud hübriidjuhtivust nimetatakse sisejuhtivuseks. Juhtivusribas olevad elektronid kukuvad auku ja elektron-augu paar kaob, mida nimetatakse rekombinatsiooniks. Rekombinatsiooni käigus vabanevast energiast saab võre elektromagnetkiirgus (luminestsents) või soojusvibratsiooni energia (soojendus). Teatud temperatuuril eksisteerivad elektron-augu paaride teke ja rekombinatsioon samaaegselt ja saavutavad dünaamilise tasakaalu. Sel ajal on pooljuhil teatud kande tihedus ja seega ka teatud takistus. Temperatuuri tõustes tekib rohkem elektron-augu paare, kandja tihedus suureneb ja takistus väheneb. Võre defektideta puhastel pooljuhtidel on suur takistus ja vähe praktilisi rakendusi.

Lisateabe saamiseks minge 2. osasse

Kontaktinfo:

Kui teil on ideid, võtke meiega ühendust. Pole tähtis, kus meie kliendid on ja millised on meie nõudmised, järgime oma eesmärki pakkuda oma klientidele kõrget kvaliteeti, madalaid hindu ja parimat teenust.