Электролюминесцениция

Автор
Сообщение
poloalta
#38326 2020-06-19 23:28 GMT

Она лежит в основе светодиодов.

Но я не могу понять, почему переход pn светится?

В вики говориться, что электроны переходят на меньший энергетический уровень излучая фотон.

но если электрон излучает, значит ему сначала надо передать энергию.

Как и где это происходит, прошу вас объяснить мне

Anderis
#38328 2020-06-20 07:50 GMT
#38326 poloalta :

Она лежит в основе светодиодов.

Но я не могу понять, почему переход pn светится?

В вики говориться, что электроны переходят на меньший энергетический уровень излучая фотон.

но если электрон излучает, значит ему сначала надо передать энергию.

Как и где это происходит, прошу вас объяснить мне

Вот смотри  -  Электрон (зеленый кружок), в результате получения энергии из вне, оказался на самой дальной нестабильной орбитале и в какое-то время выбрасывает излишек энергии в окружающее электромагнитное поле и переходит на более низкий, стабильный, уровень. 

Этот процесс может повторятся бесчисленное количество раз

"..но если электрон излучает, значит ему сначала надо передать энергию..." — излучение и есть процесс передачи энергии — это ОДИН процесс.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Очепятка
#38329 2020-06-20 09:10 GMT

Электроны получают энергию в батарейке и быстро бегут по проводнику затем по полупроводнику n-типа добегая до полупроводника p-типа. Там они увязают в дырках теряют скорость. А скрость это энергия. Потеря энергии приводит к излучению волны. Пары дырка-электрон быстро заменяется дырками и она доходят до проводника, там электрон уходит в провод и бежит на батарейку, а дырка начинает свой путь от края полупроводника к P-N переходу.

Рис. 2.3. Принцип действия фото- Рис. 2.4. Инжекция носителей в  гальванического эффекта: / — зона рл-переход: / — инжекция   электропроводимости, 2 — фото-ЭДС; 3— нов; 2 — зона проводимости; 3 —  валентная зона. уровень Ферми; 4 — приложенное  напряжение; 5 — валентная зона;  6 — инжекция дырок.  В данной главе будут рассмотрены только фотодиоды и   лавинные фотодиоды.  Но сначала познакомимся с полупроводниковыми лазерами.  2.2. Полупроводниковые лазеры  2.2.1. Гомоструктурный переход  и полупроводниковые лазеры  Если к /ж-переходу полупроводника приложить прямое   напряжение (напряжение в прямом направлении) VRj то, как   показано на рис. 2.4, в р-область будет происходить инжекция  электронов, а в я-область— инжекция дырок. Эти   инжектированные неосновные носители, встречаясь с основными   носителями, будут рекомбинировать, излучая свет длиной волны,   соответствующей энергетической ширине запрещенной зоны Eg.  Так как в этом случае концентрация неосновных носителей  уменьшается в ехр(—x/Ld) раз (где La — диффузионная длина),  то ширина области светового излучения достигает порядка  диффузионной длины, т. е. нескольких микрометров. Поскольку  диффузионная длина электрона много больше диффузионной  длины дырки, то световое излучение возникает в основном в  р-области. Поэтому прибор, использующий рл-переход   полупроводника шириной, равной ширине запрещенной зоны, называют  полупроводниковым лазером с гомоструктурным переходом.  Работа полупроводникового лазера на кристалле из GaAs  впервые наблюдалась в 1962 г. Это был гомолазер,   изготовленный при помощи диффузии акцепторной примеси в кристалле  GaAs. В этой конструкции инжектированные носители   занимают область ограниченную диффузионной длиной, малую по  Оптоэлектронные приборы  5*  сравнению с областью распространения светоизлучения в   кристалле. Вследствие чего эффективное взаимодействие со   светом затрудняется. Пороговое значение плотности тока   оказывается высоким (более 50 кА/см2), и из-за выделения тепла  на постоянном токе при комнатной температуре лазерная   генерация не возникает. Такой лазер обычно не работает в   непрерывном режиме.  Практическая реализация непрерывного режима работы   полупроводникового лазера при комнатной температуре впервые  была достигнута в США в «Белл лаборатриз» докторами  И. Хаяси и М. Б. Панишем в 1970 г. Был изготовлен лазер на-  двойной гетероструктуре PAxG2L\-xAs и GaAs с различной   шириной запрещенной зоны, что позволило уменьшить пороговую  плотность тока при комнатной температуре до 1,6 кА/см2*>.  Одновременно с этим достижением удалось снизить потери  при передаче света по оптическому волокну с нескольких сот  дБ/км до 20 дБ/км. Поскольку диапазон длин волн излучения  AlGaAs/GaAs-лазера около 0,8 мкм совпадает с диапазоном  длин волн высокоэффективного кремниевого фотоприемника  излучения, то неожиданно стала реальной задача практической  реализации системы оптической связи, объединяющей в себе  полупроводниковые лазеры, оптическое волокно и кремниевые  фотоприемники. В настоящее время многие исследовательские  центры в различных странах мира ведут исследования и   разработки полупроводниковых лазерных источников светового   излучения для оптической связи, результат которых уже сейчас  отмечен стремительным прогрессом в этой области. В последнее  время помимо оптической связи ведутся многочисленные   исследования лазеров видимой области спектра для лазерных  запоминающих устройств на дисках, лазерных печатающих  устройств и т. д.

 

 

Anderis
#38330 2020-06-20 10:01 GMT
#38329 Очепятка :

Электроны получают энергию в батарейке и быстро бегут по проводнику затем по полупроводнику n-типа добегая до полупроводника p-типа.

Так думали 100 лет назад, но наука не стоит на месте....

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

poloalta
#38334 2020-06-20 14:37 GMT

Интересный эффект, однако!!

Разрешите придраться, почему когда я кидаю камень в песок, он не излучает видимый свет?))))

 

правильно ли я понял, электроны бегут спокойно себе от + батарейки к -, но на их пути встречаются дырки, собсна дырки и являются приоритетом, поэтому электрон бежит занимать дырку, но ему надо быстро остановиться, поэтому он излучает электрон(чтобы потерять энергию)

Так?

 

Но хотел уточнить, в pn переходе, электрон заняв дырку, не остается на месте, он идет к следующей дырке, а его место занимает другой электрон, так откуда он берет энергию, чтобы перебежать к другой дырке(если он уже излучил фотон?) может быть эту энергии ему дает еще раз электрическое поле?!

Anderis
#38337 2020-06-20 16:23 GMT
#38334 poloalta :

Интересный эффект, однако!!

Разрешите придраться, почему когда я кидаю камень в песок, он не излучает видимый свет?))))

А кто тебе это сказал, что НЕ излучает???  

Излучает, только ты это НЕ видешь. 

правильно ли я понял, электроны бегут спокойно себе от + батарейки к -, но на их пути встречаются дырки, собсна дырки и являются приоритетом, поэтому электрон бежит занимать дырку, но ему надо быстро остановиться, поэтому он излучает электрон(чтобы потерять энергию)

Так?

Не, не так.  

Электроны никуда не бегут иначе весь мир рухнет.  Электрон не может покинуть свой атом. 

Но хотел уточнить, в pn переходе, электрон заняв дырку, не остается на месте, он идет к следующей дырке, а его место занимает другой электрон, так откуда он берет энергию, чтобы перебежать к другой дырке(если он уже излучил фотон?) может быть эту энергии ему дает еще раз электрическое поле?!

Электрон ничего не занимает, кроме своего места, а дырки — это только в воображении.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Очепятка
#38341 2020-06-20 20:00 GMT

Разрешите придраться, почему когда я кидаю камень в песок, он не излучает видимый свет?))))

Если кинуть камень на щебень; то очень хорошо излучает. Наблюдать надо ночью, а ещё лучше в темной комнате. 

Камень и песок это материалы, состоящие из кучи элементов. Песок может оказаться ещё и мокрый. Так как металлический блеск у камней чаще всего отсутствует, то находятся они где-то между диэлектриками и полупроводниками. Там очень мало свободных электронов. Поэтому свет слабый. А так как состав веществ определяет, с какого уровня, на какой перейдет электрон, то  излучение может оказаться в невидимом диапазоне.  К примеру, в рентгеновском или микроволновом диапазоне. 

  поэтому он излучает электрон

излучает фотон. 

 


отредактировал(а) Очепятка: 2020-06-20 20:13 GMT
Очепятка
#38342 2020-06-20 20:10 GMT
#38330 Anderis :
#38329 Очепятка :

Электроны получают энергию в батарейке и быстро бегут по проводнику затем по полупроводнику n-типа добегая до полупроводника p-типа.

Так думали 100 лет назад, но наука не стоит на месте....

Она топчется на месте. Давай начнём с того что есть электроны или их нет точно не понятно. 

Не, не так.  

Электроны никуда не бегут иначе весь мир рухнет.  Электрон не может покинуть свой атом. 

Если не бегут, то как Вы объясняете движенее тока по проводнику?  А так же возникновенее тока если раскрутить провода и резко остановить? И откуда берётся разность потенциалов в отключённом диоде?

И вообще с чего Вы взяли что мир рухнет?

poloalta
#38344 2020-06-20 21:40 GMT

Расскажите про прямозонные и непрямозонные проводники.

В интернете непонятно.

Допустим, излучают свет прямозонные проводники. в них электрон не теряет импульс, но как он тогда изучает фотон без потери энергии?

Anderis
#38346 2020-06-21 08:08 GMT
#38342 Очепятка :
#38330 Anderis :
#38329 Очепятка :

Электроны получают энергию в батарейке и быстро бегут по проводнику затем по полупроводнику n-типа добегая до полупроводника p-типа.

Так думали 100 лет назад, но наука не стоит на месте....

Она топчется на месте. Давай начнём с того что есть электроны или их нет точно не понятно. 

Не, не так.  

Электроны никуда не бегут иначе весь мир рухнет.  Электрон не может покинуть свой атом. 

Если не бегут, то как Вы объясняете движенее тока по проводнику?  А так же возникновенее тока если раскрутить провода и резко остановить? И откуда берётся разность потенциалов в отключённом диоде?

И вообще с чего Вы взяли что мир рухнет?

Примерно так -  

Шары в середине некуда не перемещаются а энергия передается от первого к последнему.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Очепятка
#38351 2020-06-21 14:21 GMT

Расскажите про прямозонные и непрямозонные проводники.

В интернете непонятно.

Допустим, излучают свет прямозонные проводники. в них электрон не теряет импульс, но как он тогда изучает фотон без потери энергии?

 Он теряет энергию. Это же из закона сохранения энергии следует: 

Представь электрон един по дороге и есть там дырки, Вот если электроны выгодно проволиться в дырку на своей полосе; то проводник прямозольной. А если ему выгодно перестроиться в соседнюю полосу и там завязнуть в дырке; то это непрямозонные проводники. 

 

Очепятка
#38352 2020-06-21 14:25 GMT
#38346 Anderis :

Примерно так —  

Шары в середине некуда не перемещаются а энергия передается от первого к последнему.

А как Вы тогда объясняете работу кривых проводов? Качелька Ньютона только в прямом направлении работают. И следующий вопрос на видео переодические колебания. А как же тогда работает постоянный ток? 

 

 

 

 

Anderis
#38357 2020-06-21 16:40 GMT
#38352 Очепятка :
#38346 Anderis :

Примерно так —  

Шары в середине некуда не перемещаются а энергия передается от первого к последнему.

А как Вы тогда объясняете работу кривых проводов? Качелька Ньютона только в прямом направлении работают. И следующий вопрос на видео переодические колебания. А как же тогда работает постоянный ток?

Прямо плакать хочется от таких «умных» вопросов...

А вы попробуйте качельку изогнуть… может все же будет работать???

На видео НЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ колебания, а передача энергии, жать, что у вас фантазии недостает представить миллион шариков.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

poloalta
#38359 2020-06-21 19:02 GMT

А это какой тип?

 

А структурой они как отличаются?

Очепятка
#38362 2020-06-21 20:15 GMT

А это какой тип?

А структурой они как отличаются?

Какой тип? Та анимация подходит под оба типа.

Структура у них похожая разница только в ширине запрещенной зоны.

Вот германий Ge он непрямозонный проводник, а GaAs прямозонный. Структура у них похожая но точные расчёты дают разные результаты. 

Обозначим вид на орентацию кристала буквами.

В пямозонном кристале поглощенее электрона дыркой идёт в плоскости Бриллюэна. А у непрямозонного электрон поглощается в соседней плоскости. 

Тут ниже плоскости обозначены цифрами.

 

Ссылки:

1)https://en.ppt-online.org/119022

2)https://arxiv.org/abs/1809.11109

3) Суэмацу Я., Катаока С., Кисино К., Кокубун Я., Судзуки Т., Исии О., Вн — Основы оптоэлектроники-Мир (1988)

Очепятка
#38363 2020-06-21 20:33 GMT
#38357 Anderis :

Прямо плакать хочется от таких «умных» вопросов...

А вы попробуйте качельку изогнуть… может все же будет работать???

На видео НЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ колебания, а передача энергии, жать, что у вас фантазии недостает представить миллион шариков.

 

Разные наблюдатели классифицируют один и тот же объект по-разному

Обобщая(абстрагируя) мы фиксируем свое внимание на существенных с точке зрения наблюдателя характеристиках объекта.

Anderis
#38371 2020-06-22 09:24 GMT
#38363 Очепятка :
#38357 Anderis :

Прямо плакать хочется от таких «умных» вопросов...

А вы попробуйте качельку изогнуть… может все же будет работать???

На видео НЕ ПЕРИОДИЧЕСКИЕ колебания, а передача энергии, жать, что у вас фантазии недостает представить миллион шариков.

 

Разные наблюдатели классифицируют один и тот же объект по-разному

Обобщая(абстрагируя) мы фиксируем свое внимание на существенных с точке зрения наблюдателя характеристиках объекта.

Это верно с обывательской точки зрения, но не все понимают, что они видят… им только кажется, что понимают. Они же не проверяют увиденное опытами.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

poloalta
#38373 2020-06-22 13:47 GMT

Ну я понял, что рановато полез за этой информацией.

Единственное, что я возможно понял, что в прямозонном проводнике, при каком-то там переходе, электрон не теряет импульса, и при встрече с дыркой, у него достаточно энергии чтобы излучать фотоны.

А при непрямозонном проводнике, при каком-то там переходе, электрон теряет импульс, и при встрече с дыркой его энергии уже  не хватает чтобы излучить фотон

Ильясов Ф.Н.
#38858 2020-08-24 16:39 GMT

Электрон, как отрицательно заряженная частица, — это, строго говоря, гипотеза. («его еще никто не видел») Хотя гипотеза сейчас доминирует.

С точки зрения унитарной еории электричества, атомы вещества в pn переходе поглощают, накапливают (электро)энергию. Накопив до определенного предела, атомы начинают излучать избыточную энергию в виде порций (квантов) светового и теплового излучения.  Почти также как это происходит в лампе накаливания.

Anderis
#38862 2020-08-25 07:22 GMT
#38858 Ильясов Ф.Н. :

Электрон, как отрицательно заряженная частица, — это, строго говоря, гипотеза. («его еще никто не видел») Хотя гипотеза сейчас доминирует.

С точки зрения унитарной еории электричества, атомы вещества в pn переходе поглощают, накапливают (электро)энергию. Накопив до определенного предела, атомы начинают излучать избыточную энергию в виде порций (квантов) светового и теплового излучения.  Почти также как это происходит в лампе накаливания.

Совершенно верно, только с уточнением.  

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Ильясов Ф.Н.
#38946 2020-09-01 15:24 GMT
#38862 Anderis : 

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

Что «кондесатор» — соглашусь. А какая именно конструкция, и как «работает», — не вполне понятно.

Anderis
#38948 2020-09-01 16:45 GMT
#38946 Ильясов Ф.Н. :
#38862 Anderis : 

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

Что «кондесатор» — соглашусь. А какая именно конструкция, и как «работает», — не вполне понятно.

Какую милость ваше сиятельство проявило… согласилось. 

То, что тебе «не вполне понятно» — понятно. нужно же прежде изучить работу конденсатора в приемнике.

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

Очепятка
#38950 2020-09-01 21:54 GMT
#38946 Ильясов Ф.Н. :
#38862 Anderis : 

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

Что «кондесатор» — соглашусь. А какая именно конструкция, и как «работает», — не вполне понятно.

Не атом представляет конденсатор, а кристаллическая решётка. Электроны тормозятся на границе из-за разности плотности веществ. Такое торможение сродни удару меча о стену. Удар это импульсный, резкий выброс энергии. Они небольшие, но частые. Происходят реже чем в лампе накаливания из-за того что это полупроводник  и в нем мало свободных электронов, но на границе p-n такое случается чаще. Атомы в кристалле по действием ударной энергии напряжения начинают раскачиваться. Так как атомы тяжелее электронов, то они медленно набирают энергию и так же медленно отдают.   Что приводит к тому, что ударные импульсы переходят в собственные частоты кристаллов. Частота зависит от вещества из которого сделаны кристаллы.  

В лампе накаливание из-за частых ударов набор энергии происхоит быстро и волна не успевает устаканиться до собственных колебаний, Такое хаотическое колебание есть температура.   

В значимости от числа, валентных связей атомы в кристалле можно разделить на линейные, группа Т2(H2O подобные) и Т4 (Кремний и ). Вот так вот они колеблются.

 

 

 

 

 

 


отредактировал(а) Очепятка: 2020-09-01 22:06 GMT
Anderis
#38954 2020-09-02 10:46 GMT
#38950 Очепятка :
#38946 Ильясов Ф.Н. :
#38862 Anderis : 

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

Что «кондесатор» — соглашусь. А какая именно конструкция, и как «работает», — не вполне понятно.

Не атом представляет конденсатор, а кристаллическая решётка.

Про такое уже не скажешь — «Моразм крепчает», тут идиотизм, превратить атом в кристаллическую решётку

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С 

 

marsdmitri
#38989 2020-09-08 08:00 GMT
#38344 poloalta :

Расскажите про прямозонные и непрямозонные проводники.

В интернете непонятно.

Допустим, излучают свет прямозонные проводники. в них электрон не теряет импульс, но как он тогда изучает фотон без потери энергии?

а вы читали популярные книжки из серии Квант

Атом и электрон

https://math.ru/lib/book/djvu/bib-kvant-15/Kv01-80_Atomi_I_Elektroni_M.P.Bronshteyn.djvu

Знакомство сполупроводниками

https://math.ru/lib/book/djvu/bib-kvant-15/Kv33-84_Znakomstvo_S_Poluprovodnikami_M.E.Levinshteyn.djvu

Ильясов Ф.Н.
#39084 2020-09-16 16:33 GMT
#38862 Anderis :

Атом представляет собой природный элементарный конденсатор, ну а как работает конденсатор легко прочитать.

Идея хорошая — тогда в электрические схемы надо вместо кондесатора вставлять атом. Это и дешевле и меньше по размеру.

Ильясов Ф.Н.
#39085 2020-09-16 16:37 GMT
#38950 Очепятка :
 

Не атом представляет конденсатор, а кристаллическая решётка. 

А как решетка (без атомов) накапливает энергию — куда она ее «складывает»?

Очепятка
#39092 2020-09-16 23:57 GMT
#39085 Ильясов Ф.Н. :
#38950 Очепятка :
 

Не атом представляет конденсатор, а кристаллическая решётка. 

А как решетка (без атомов) накапливает энергию — куда она ее «складывает»?

Кристалическая решотка состоит из атомов. Энергию решотка хранит в колебательной системе атомов. В виде бегущих волн созданными переодическими покачиваниями диполий атомов. Диполь это не уравновешенная система зарядов: положительного и отрицательного облака. Колебания зарядов создает электромагнитную волну передача энергии происходит при помощи магнитных и электрических силовых полей Франклина. То что свет это электромагнитная волна доказал Герц.  Бегущая волна состоит из впадин и холмов. Такие холмы это потенциальная энергия и потенциальные ямы.  Колебательная система обладает резонансом. Резонанс являнее преобразование энергии одних частот в другие частоты. По этому атомы как метраномы на качелях стремяться качаться в унисон. 

Нутация диполя создает видимый свет. Маятниковые и крутильные колебания создают инфрокрасный свет, так же есть такой эфект как обертнон. Это устойчивые колебания на частотых кратных основгым частотам 2,3 и тд… Колебательные движения на частотах кратным основным так же поподают в видимый диапазон.   

 

Anderis
#39099 2020-09-17 07:24 GMT
#39092 Очепятка :
В виде бегущих волн созданными переодическими покачиваниями диполий атомов.

А ты знаешь частоту этих «покачиваний» ?  

Найди, только в обморок не падай. 

«Целкни кобылу в нос — она взмахнет хвостом.»

«Зри в корень»  К.Прутков С