انرژی اورباخ: تفاوت میان نسخهها
ایجاد شده بهواسطهٔ ترجمهٔ صفحهٔ «Urbach energy» |
(بدون تفاوت)
|
نسخهٔ ۱۹ آوریل ۲۰۲۳، ساعت ۰۲:۱۰
انرژی اورباخ یا لبهٔ اورباخ پارامتری است که معمولاً نشان داده می شود, با ابعاد انرژی, برای تعیین کمیت بینظمی (به انگلیسی: disorder) انرژی در لبه های نواری یک نیمرسانا استفاده می شود . با برازش ضریب جذبش بهعنوان تابعی از انرژی به یک تابع نمایی ارزیابی می شود. اغلب برای توصیف انتقال الکترون در نیمرسانا های بهطورساختاری بینظم مانند سیلیکون اَریخت هیدروژنه استفاده می شود.[۱]
معرفی
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Absorption_Edge_in_Semiconductors.png/507px-Absorption_Edge_in_Semiconductors.png)
در سادهترین توصیف یک نیمرسانا، یک پارامتر واحد برای تعیین کمیت شروع جذبش نوری استفاده می شود: شکاف باند ، . در این توصیف، نیمهرساناها بهعنوان توانایی جذب فوتون در بالای توضیح داده شده اند ، اما نسبت به فوتون های زیر شفاف هستند.[۲] با این حال، چگالی حالت ها در نیمرساناهای سه بُعدی بیشتر از فاصله باند افزایش می یابد (اما این به طور کلی در نیمرساناهایی با ابعاد پایینتر صادق نیست). به همین دلیل، ضریب جذبش، ، با انرژی افزایش می یابد. انرژی اورباخ سراشیبی شروع جذبش در نزدیکی لبه نواری و درنتیجه گستردگی چگالی حالت ها را چنداییدن (به انگلیسی: quantify) میکند. شروع جذبش شدیدتر نشان دهنده انرژی اورباخ کمتر است.
انرژی اورباخ با افزایش تصاعدی در جذبندگی با انرژی تعریف می شود. در حالی که قبلاً وابستگی نمایی جذبندگی در مواد عکاسبرداری مشاهده شده بود، [۳] این فرانتس اورباخ بود که این ویژگی را بهطور سامانمند در بلورها ارزیابی کرد. او هنگام کار در شرکت کداک در سال 1953 از برومید نقره برای مطالعه خود استفاده کرد [۴]
تعریف
جذبش در نیمرساناها بهطور تصاعدی در نزدیکی شروع جذبش افزایش می یابد و چندین مرتبه بزرگی را در بر می گیرد. [۵] [۶] جذبش بهعنوان تابعی از انرژی را می توان با معادله زیر توصیف کرد: [۷]
که و به ترتیب پارامترهای برازش با ابعاد وارون طول و انرژی هستند و انرژی اورباخ است. این معادله فقط زمانی معتبر است که . انرژی اورباخ وابسته به دما است. [۷] [۸]
مقادیر دمای اتاق از برای سیلیکون اَریخت هیدروژنه معمولا بین 50 میلیالکترونولت و 150 میلیالکترونولت است. [۹]
منابع
- ↑ Brotherton, S. D. (2013). Introduction to Thin Film Transistors: Physics and Technology of TFTs (به انگلیسی). Springer International Publishing. ISBN 978-3-319-00001-5.
- ↑ Hook, J. R.; Hall, H. E. (1991-09-05). Solid State Physics (به انگلیسی). Wiley. ISBN 978-0-471-92804-1.
- ↑ Eggert, John; Biltz, Martin (1938-01-01). "The spectral sensitivity of photographic layers". Transactions of the Faraday Society (به انگلیسی). 34: 892–901. doi:10.1039/TF9383400892. ISSN 0014-7672.
- ↑ Urbach, Franz (1953-12-01). "The Long-Wavelength Edge of Photographic Sensitivity and of the Electronic Absorption of Solids". Physical Review. 92 (5): 1324. Bibcode:1953PhRv...92.1324U. doi:10.1103/physrev.92.1324. ISSN 0031-899X.
- ↑ Tauc, J. (1970-08-01). "Absorption edge and internal electric fields in amorphous semiconductors". Materials Research Bulletin (به انگلیسی). 5 (8): 721–729. doi:10.1016/0025-5408(70)90112-1. ISSN 0025-5408.
- ↑ Wronski, C.R.; Abeles, B.; Tiedje, T.; Cody, G.D. (1982-12-01). "Recombination centers in phosphorous doped hydrogenated amorphous silicon". Solid State Communications (به انگلیسی). 44 (10): 1423–1426. Bibcode:1982SSCom..44.1423W. doi:10.1016/0038-1098(82)90023-0. ISSN 0038-1098.
- ↑ ۷٫۰ ۷٫۱ Cody, G. D.; Tiedje, T.; Abeles, B.; Brooks, B.; Goldstein, Y. (1981-11-16). "Disorder and the Optical-Absorption Edge of Hydrogenated Amorphous Silicon". Physical Review Letters. 47 (20): 1480–1483. Bibcode:1981PhRvL..47.1480C. doi:10.1103/physrevlett.47.1480. ISSN 0031-9007. خطای یادکرد: برچسب
<ref>
نامعتبر؛ نام «:1» چندین بار با محتوای متفاوت تعریف شده است. (صفحهٔ راهنما را مطالعه کنید.). - ↑ Kurik, M. V. (1971). "Urbach rule". Physica Status Solidi A (به انگلیسی). 8 (1): 9–45. Bibcode:1971PSSAR...8....9K. doi:10.1002/pssa.2210080102. ISSN 1521-396X.
- ↑ Stutzmann, M. (1989-10-01). "The defect density in amorphous silicon". Philosophical Magazine B. 60 (4): 531–546. Bibcode:1989PMagB..60..531S. doi:10.1080/13642818908205926. ISSN 1364-2812.