Yarı İletken Lazerleri Biliyor Musunuz?( 1. Bölüm)

1. Yarı İletken Lazerlertanım

Kömür, suni kristaller, kehribar ve seramik gibi elektrik iletkenliği zayıf olan malzemeleri genellikle elektrik iletkenliği olarak adlandırırız.izolatörler.

Altın, gümüş, bakır, demir, kalay, alüminyum gibi elektriği iyi ileten metallere ne ad verilir?iletkenler.

Oda sıcaklığında, malzemelerin iletken ve yalıtkanlar arasındaki iletken özelliklerine denir.yarı iletkenler.

İletkenler ve yalıtkanlarla karşılaştırıldığında, yarı iletken malzemelerin keşfi nispeten geç oldu ve yarı iletkenlerin varlığının, malzemelerin saflaştırma teknikleri geliştirildiğinde akademik topluluk tarafından gerçekten kabul edildiği 1930'lara kadar değildi.

2. Geliştirme Tarihi

1833'te elektroniğin babası İngiliz bilim adamı Faraday, gümüş sülfürün sıcaklık değişimine karşı direncinin sıradan metallerden farklı olduğunu ilk kez buldu. Normal şartlar altında metallerin direnci sıcaklığın artmasıyla artar, ancak Baradei gümüş sülfürlü malzemelerin direncinin sıcaklığın artmasıyla azaldığını bulmuştur. Bu, bir yarı iletken fenomeninin ilk keşfidir.

1839'da Fransa'dan Becquerel, bir yarı iletken ile bir elektrolit arasındaki bir bağlantının ışığa maruz kaldığında bir voltaj ürettiğini keşfetti. Bu, fotovoltaik etki olarak bilinmeye başlandı. Keşfedilen yarı iletkenlerin ikinci özelliğiydi.

1873'te İngiltere'den Smith, yarı iletkenlerin bir başka özelliği olan selenyum kristal malzemelerinin ışık altında iletkenliğini artırmanın foto iletkenlik etkisini keşfetti. Yarı iletkenlerin bu dört etkisi (Hall Etkisinin kalıntıları -- ilişkili dört etkinin keşfi) 1880'den önce keşfedilmiş olsa da, yarı iletken terimi ilk olarak muhtemelen 1911'de Coneyberg ve Weiss tarafından kullanıldı. Aralık 1947'ye kadar değildi. Bell LABS'nin yarı iletkenlerin dört özelliğinin karakterizasyonunu tamamladığını.

1874'te Almanya'da Braun, bazı sülfitlerin iletkenliğinin uygulanan elektrik alanın yönüyle ilişkili olduğunu, yani iletiminin yönlü olduğunu ve her iki uca bir ileri voltaj uygulandığında iletken olduğunu gözlemledi; Voltajın polaritesi tersine çevrilirse elektriği iletmez. Bu, yarı iletkenin integral etkisi ve yarı iletkenin üçüncü özelliğidir. Aynı yıl Schuster, bakır ve bakır oksidin doğrultucu etkisini de keşfetti.

Pek çok insan, yarı iletkenlerin tanınmasının neden bu kadar uzun sürdüğünü merak ediyor. Ana sebep, malzemelerin saf olmamasıydı. İyi malzemeler olmadan, malzemelerle ilgili birçok sorunu açıklamak zordur.

3. Yarı İletken Lazerlerin Sınıflandırılması

Kimyasal bileşim, eleman yarı iletken ve bileşik yarı iletken iki kategoriye ayrılabilir.

Germanyum ve silikon yaygın olarak temel yarı iletkenler olarak kullanılır; Bileşik yarı iletkenler, grup Ⅲ ve Ⅴ bileşikleri (galyum arsenit, galyum fosfit, vb.), grup Ⅱ ve Ⅵ bileşikleri (kadmiyum sülfür, çinko sülfür, vb.), oksitleri (manganez, krom, demir, bakır oksitler) ve katı çözeltileri içerir. grup ⅲ-ⅴ bileşikleri ve grup ⅱ-ⅵ bileşiklerden (galyum alüminyum arsenik, galyum arsenik fosfor, vb.) oluşur.

Üretim teknolojilerine göre, yarı iletkenler entegre devre cihazları, ayrık cihazlar, fotoelektrik yarı iletkenler, lojistik, analojik, bellek ve diğer kategoriler halinde sınıflandırılabilir. Genel olarak konuşursak, bunlar küçük kategorilere ayrılacaktır.

4. Yarı İletken Lazerlerin Özellikleri

Yarı iletkenlerin beş özelliği: katkılama, termal duyarlılık, ışığa duyarlılık, negatif özdirenç sıcaklık özellikleri ve doğrultucu özellikleri.

Bir kristal yapı oluşturan bir yarı iletkende, elektriksel iletkenlik yapay olarak belirli safsızlık elementleri eklenerek kontrol edilebilir. Işık ve ısı radyasyonu durumunda, iletkenliği açıkça değişir.

5. Yarı İletken Lazerlerin Çalışma Prensibi

İçsel yarı iletken: Hiçbir safsızlık ve kafes hatası içermeyen bir yarı iletken, içsel yarı iletken olarak adlandırılır. Aşırı düşük sıcaklıklarda, yarı iletkenin valans bandı tam banttır. Termal uyarımdan sonra valans bandındaki elektronların bir kısmı yasak bandı geçecek ve daha yüksek enerjiyle boş banda girecektir. İletim bandı, boş bantta elektronların bulunmasından sonra olur ve değerlik bandında bir elektronun olmaması, boşluk adı verilen pozitif yüklü bir boşluk oluşturur.

Delik iletimi gerçek hareket değil, eşdeğeridir. Bir elektron elektriği ilettiğinde, eşit yüklü delikler zıt yönde hareket eder. Harici bir elektrik alanın etkisi altında yönlü hareket üretirler ve sırasıyla elektron iletimi ve delik iletimi olarak adlandırılan makroskopik akım oluştururlar.

Elektron deliği çiftlerinin oluşumundan kaynaklanan bu tür hibrit iletim, içsel iletim olarak adlandırılır. İletim bandındaki elektronlar deliğe düşecek ve elektron-deşik çifti kaybolacaktır, buna rekombinasyon denir. Rekombinasyon sırasında salınan enerji, kafesin elektromanyetik radyasyonu (lüminesans) veya termal titreşim enerjisi (ısıtma) haline gelir. Belirli bir sıcaklıkta, elektron-boşluk çiftlerinin oluşumu ve rekombinasyonu aynı anda var olur ve dinamik dengeye ulaşır. Bu sırada yarı iletken belirli bir taşıyıcı yoğunluğuna ve dolayısıyla belirli bir dirence sahiptir. Sıcaklık arttıkça daha fazla elektron-boşluk çifti üretilir, taşıyıcı yoğunluğu artar ve özdirenç azalır. Kafes kusurları olmayan saf yarı iletkenler, yüksek dirençliliğe ve birkaç pratik uygulamaya sahiptir.

Daha fazla bilgi için lütfen Bölüm 2'ye gidin

İletişim bilgileri:

Herhangi bir fikriniz varsa, bizimle konuşmaktan çekinmeyin. Müşterilerimiz nerede olursa olsun ve gereksinimlerimiz ne olursa olsun, müşterilerimize yüksek kalite, düşük fiyatlar ve en iyi hizmeti sunma hedefimizi takip edeceğiz.