本文標(biāo)題："量子理論固態(tài)物質(zhì)科研電子顯微鏡-電磁輻射技術(shù)"
發(fā)布者：yiyi ------ 分類: 行業(yè)動(dòng)態(tài) ------
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量子理論固態(tài)物質(zhì)科研電子顯微鏡-電磁輻射技術(shù)
固態(tài)物質(zhì)的能帶模型
量子理論解釋了約束電子核系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)時(shí)的離散能級(jí)。因此，單
獨(dú)原子、離子和分子的能級(jí)僅表現(xiàn)為離散能級(jí)，如果光子相互作用
的能級(jí)與在這些離散能態(tài)之間轉(zhuǎn)換的能量相當(dāng)時(shí)，才會(huì)發(fā)生光的相
互作用。然而在固體中，原子核之間的距離很小，因此這些受束縛
的電子之間可以發(fā)生相互作用，這個(gè)問(wèn)題需要采用多體系統(tǒng)替代單
體電子核系統(tǒng)的方式解決。
因此，固體的能級(jí)不再是單條線，而是變寬了。因?yàn)榭拷?/div>
核的電子能夠很好地被附近原子核的場(chǎng)屏蔽掉，固體中較低能級(jí)不
能變寬，這與獨(dú)立原子核的情況相符合。量子效率和能帶結(jié)構(gòu)
電子空穴對(duì)要想有效地激發(fā)出光子，需要具有直接帶隙的半導(dǎo)
體，即輻射過(guò)程不需要同時(shí)存在其他光子，需要同時(shí)滿足能量和動(dòng)
量的守恒。幸運(yùn)的是，探測(cè)過(guò)程不需要滿足這個(gè)要求，因?yàn)榛臼?/div>
件能夠按順序發(fā)生。首先，當(dāng)入射光子的能量足夠大時(shí)就能將一個(gè)
電子從價(jià)帶激發(fā)到導(dǎo)帶，這就是所謂的垂直躍遷，即不會(huì)發(fā)生動(dòng)量
轉(zhuǎn)移。隨后，激發(fā)的電子通過(guò)快速釋放一個(gè)或多個(gè)聲子(熱激發(fā))就
能移動(dòng)到導(dǎo)帶底部，產(chǎn)生的空穴經(jīng)過(guò)類似的熱激發(fā)過(guò)程移動(dòng)到價(jià)帶
頂部。
因此，直接帶隙和間接帶隙半導(dǎo)體都能夠有效地將能量足夠高
的入射光子轉(zhuǎn)換成電子空穴對(duì)：實(shí)際中在中間能量范圍內(nèi)，量子效
率可以接近于100％，也就是說(shuō)，在此能量范圍內(nèi)幾乎所有的入射
光子都將能產(chǎn)生電子空穴對(duì)。如果入射電子的能量小于帶隙能量，
則該半導(dǎo)體相對(duì)于入射電磁輻射就是透明的；如果入射電子的能量
遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于帶隙能量，則人射光在器件的轉(zhuǎn)換層就已被吸收，光子不
能或者很少能夠到達(dá)半導(dǎo)體中間并發(fā)生相互作用。因此，半導(dǎo)體的
光探測(cè)量子效率就會(huì)下降到光譜的紅外和紫外線部分。
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