Реферат 3
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1. СВОБОДНЫЕ ЭКСИТОНЫ В БЕСПРИМЕСНОМ АЛМАЗЕ 6
1.1. Физические свойства беспримесного алмаза 6
1.2. Свободные экситоны 10
1.3. Свободные экситоны в спектре оптического поглощения алмаза 12
1.4. Свободные экситоны в спектрах люминесценции 13
Глава 2.СПЕКТР ПОГЛОЩЕНИЯ ВБЛИЗИ КРАЯ ФУНДАМЕНТАЛЬНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ 16
2.1. Расчет спектра поглощения вблизи края фундаментального поглощения 16
2.2. Аппроксимация спектра фундаментального поглощения вблизи края
фундаментального края поглощения 21
Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ДАННЫЕ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 22
3.1. Описание образца С12 22
3.2. Описание эксперимента 22
Глава 4. ИЗЛУЧАТЕЛЬНАЯ РЕКОМБИНАЦИЯ СВОБОДНЫХ ЭКСИТОНОВ В СПЕКТРЕ КАТОДОЛЮМИНИСЦЕНЦИИ 25
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28
Алмаз характеризуется прочной ковалентной связью и максимальной теплопроводностью, высокой радиационной стойкостью и химической инертностью. Данные свойства алмаза делают его перспективным полупроводником для электронных устройств, которым необходимо работать при высоких тепловых нагрузках и больших уровнях ионизирующих излучений в химически агрессивных средах.
Неравновесные электронно-дырочные пары в алмазе формируют свободные экситоны при температурах до ~ 650 К ввиду большой энергии связи (~80 мэВ). При комнатной температуре для алмаза характерна высокая вероятность излучательной рекомбинации свободных экситонов с максимумом полосы свечения на 235 нм.
Ввиду электронейтральности экситонов, алмазные устройства, излучающие в полосе их рекомбинации, должны работать не на основе электролюминесценции, т.е. не использовать дрейф носителей во внешнем электрическом поле. Алмазные катодолюминесцентные источники УФ излучения могли бы найти применение в устройствах обеззараживания воды в станциях водоподготовки и очистных сооружениях, для отверждения лаков и красителей при их нанесении на различные поверхности, в фотохимии и биотехнологических приложениях.
Изучали пропускание вблизи фундаментального края и излучательную рекомбинацию свободных экситонов в спектрах оптического поглощения и катодолюминесценции, соответственно.
Измеряли спектр оптического поглощения. Мы аппроксимировали стандартной формулой для перехода в экситонное состояние и межзонные переходы. При этом мы учитывали 4 фотонные моды TA-, LA-,TO-,LO-H тонкое расщепление на 4 подуровня на основе литературных данных. При этом наша аппроксимация не полностью соответствует измеренному спектру в диапазоне 5.25 - 5.35 эВ, 5.47 - 5.51 эВ, 5.54 - 5.56 эВ.
Таким образом, можем сделать вывод, что четырех подуровней свободных экситонов не достаточно для аппроксимации измеренного спектра поглощения алмаза С12.
Мы предполагаем, что тонкое расщепление свободных состояний расщеплено на большее количество подуровней.
Измеренный спектр катодолюминесценции не показал тонкого расщепления при комнатной температуре ввиду температурного уширения полос.
