Coneixeu els làsers de semiconductors? (Part 1)

1. Làsers de semiconductorsdefinició

Normalment anomenem els materials que tenen poca conductivitat elèctrica com el carbó, els cristalls artificials, l'ambre i la ceràmica.aïllants.

Els metalls que condueixen bé l'electricitat, com l'or, la plata, el coure, el ferro, l'estany i l'alumini, s'anomenenconductors.

A temperatura ambient, s'anomenen les propietats conductores dels materials entre conductors i aïllantssemiconductors.

En comparació amb els conductors i els aïllants, el descobriment dels materials semiconductors va ser relativament tardà, i no va ser fins a la dècada de 1930 que l'existència dels semiconductors va ser realment reconeguda per la comunitat acadèmica quan es van millorar les tècniques de purificació dels materials.

2. Història del desenvolupament

El 1833, el científic britànic Faraday, el pare de l'electrònica, va descobrir per primera vegada que la resistència del sulfur de plata a un canvi de temperatura és diferent de la dels metalls ordinaris. En circumstàncies normals, la resistència dels metalls augmenta amb l'augment de la temperatura, però Baradei va trobar que la resistència dels materials de sulfur de plata disminueix amb l'augment de la temperatura. Aquest és el primer descobriment d'un fenomen de semiconductors.

El 1839, Becquerel de França va descobrir que una unió entre un semiconductor i un electròlit produeix una tensió quan s'exposa a la llum. Això es va conèixer com a efecte fotovoltaic. Va ser la segona característica dels semiconductors que es va descobrir.

El 1873, Smith d'Anglaterra va descobrir l'efecte de fotoconductància d'augmentar la conductivitat dels materials de cristall de seleni sota la llum, que és una altra característica dels semiconductors. Tot i que aquests quatre efectes dels semiconductors (les restes de l'efecte Hall -- el descobriment de quatre efectes associats) es van descobrir abans de 1880, Coneyberg i Weiss van utilitzar per primera vegada el terme semiconductor probablement el 1911. No va ser fins al desembre de 1947. que Bell LABS va completar la caracterització de les quatre propietats dels semiconductors.

El 1874, Braun a Alemanya va observar que la conductància d'algun sulfur està relacionada amb la direcció del camp elèctric aplicat, és a dir, la seva conducció és direccional, i quan s'aplica una tensió directa als dos extrems, és conductora; Si s'inverteix la polaritat de la tensió, no conduirà l'electricitat. Aquest és l'efecte integral del semiconductor i la tercera característica del semiconductor. El mateix any, Schuster també va descobrir l'efecte rectificador del coure i l'òxid de coure.

Molta gent es pregunta per què ha trigat tant a reconèixer els semiconductors. La raó principal era que els materials no eren purs. Sense bons materials, molts problemes relacionats amb els materials són difícils d'explicar.

3. Classificació de làsers semiconductors

La composició química es pot dividir en dues categories de semiconductors d'elements i semiconductors compostos.

El germani i el silici s'utilitzen habitualment com a semiconductors elementals; Els semiconductors compostos inclouen compostos del grup Ⅲ i Ⅴ (arsenur de gal·li, fosfur de gal·li, etc.), compostos del grup Ⅱ i Ⅵ (sulfur de cadmi, sulfur de zinc, etc.), òxids (manganès, crom, ferro, òxids de coure) i solucions sòlides. compost de compostos del grup ⅲ-ⅴ i compostos del grup ⅱ-ⅵ (arsènic de gal·alumini, fòsfor d'arsè de gal·li, etc.).

Segons la seva tecnologia de fabricació, els semiconductors es poden classificar en dispositius de circuit integrat, dispositius discrets, semiconductors fotoelèctrics, logística, analògics, de memòria i altres categories. En termes generals, aquests es dividiran en petites categories.

4. Característiques dels làsers semiconductors

Cinc característiques dels semiconductors: dopatge, sensibilitat tèrmica, fotosensibilitat, característiques de temperatura de resistivitat negativa i característiques del rectificador.

En un semiconductor que forma una estructura de cristall, la conductivitat elèctrica es pot controlar afegint artificialment elements d'impuresa específics. En condicions de radiació de llum i calor, la seva conductivitat canvia òbviament.

5. Principi de funcionament dels làsers semiconductors

Semiconductor intrínsec: un semiconductor que no conté impureses ni defectes de xarxa s'anomena semiconductor intrínsec. A temperatures extremadament baixes, la banda de valència del semiconductor és de banda completa. Després de l'excitació tèrmica, part dels electrons de la banda de valència creuaran la banda prohibida i entraran a la banda buida amb més energia. La banda de conducció es converteix després de la presència d'electrons a la banda buida, i la manca d'un electró a la banda de valència forma una vacant carregada positivament, que s'anomena forat.

La conducció del forat no és un moviment real, sinó un equivalent. Quan un electró condueix l'electricitat, els forats de càrrega igual es mouen en sentit contrari. Generen moviment direccional sota l'acció d'un camp elèctric extern i formen un corrent macroscòpic, que s'anomenen conducció electrònica i conducció forat respectivament.

Aquest tipus de conducció híbrida a causa de la generació de parells electró-forat s'anomena conducció intrínseca. Els electrons de la banda de conducció cauran al forat i el parell electró-forat desapareixerà, que s'anomena recombinació. L'energia alliberada durant la recombinació es converteix en radiació electromagnètica (luminescència) o energia de vibració tèrmica (escalfament) de la xarxa. A una temperatura determinada, la generació i recombinació de parells electró-forat existeixen al mateix temps i assoleixen l'equilibri dinàmic. En aquest moment, el semiconductor té una certa densitat de portadors i, per tant, té una certa resistivitat. A mesura que augmenta la temperatura, es generen més parells d'electrons-forat, la densitat del portador augmenta i la resistivitat disminueix. Els semiconductors purs sense defectes de gelosia tenen una alta resistivitat i poques aplicacions pràctiques.

Si us plau, aneu a la part 2 per obtenir més informació

Informació de contacte:

Si teniu alguna idea, no dubteu a parlar amb nosaltres. Independentment d'on siguin els nostres clients i quins siguin els nostres requisits, seguirem el nostre objectiu d'oferir als nostres clients alta qualitat, preus baixos i el millor servei.