光致发光 Photoluminescence

2022-11-01 09:22:13 浏览:52

定义

由材料与其他光照射引起的光发射。

光致发光是由一种物质与其他光照射引起的光的发射。 该术语包括荧光和磷光,它们在照射后发光发生的时间不同。 辐射光通常是可见的,但也可以在紫外或红外光谱区域。

物理基础

半导体和电介质中的光致发光通常只能发生在光子能量高于带隙能量的光照射物质时。 (高光强度下多光子吸收的情况除外。)  光致发光通常发生在带隙波长周围的波长上。

在许多情况下,光致发光仅与材料中的某些掺杂剂或杂质一起发生。 例如,当稀土掺杂的激光增益介质被泵浦到可以激发稀土离子的光时,就会发生荧光。 在这里,发射可以发生在对应于这些离子的光学跃迁的各种波段中。 当存在一连串的跃迁时,每个吸收的光子可以获得多个光子。

如果存在快速的非辐射跃迁到较低能级,则光致发光可能会在很大程度上受到抑制(淬灭),从而导致激发能级的寿命非常小。

光致发光用于表征光子器件

光致发光有时用于表征光子器件或其部件。 例如,可以照射半导体晶片,在其上制造半导体激光器或可饱和吸收体的附加层,用短波长光激发光致发光。 光致发光的光谱(PL光谱)及其强度对辐照强度和器件温度的依赖性可以为器件表征提供重要信息。 特别是,PL光谱及其强度依赖性可以允许一个

  • 确定带隙能量
  • 估计最大增益的波长
  • 确定三元或四元层的组成
  • 确定杂质水平(例如,这可能导致发射波长比其他可能更长的光)
  • 研究重组机制

光致发光映射仪(PL映射器)可以在空间上分辨光致发光,例如从外延生长的晶圆中分辨。 例如,PL图可以揭示层厚度或材料成分的径向依赖性。

请注意,如果应用于半导体结构,则可以在任何电极之前表征光致发光。

基础光学

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