§. Stoletov tajribalari. Fotoeffekt

2.Ichki fotoeffektning kvant chiqishi: Faraz qilaylik, yarimo’tkazgich chastotasi ichki effektning bo’sag’aviy chastotasidan katta bo’lgan yorug’lik bilan yoritalayotgan bo’lsin. Bo’sag’aviy chastota xususiy yarimo’tkazgichlarda taqiqlangan zona kengligi bilan va kirishmali yarimo’tkazgichlarda donor va akseptorli kirishmalarning ionizatsiya energiyasi bilan aniqlanadi. Valent zonaning yoki kirishmali sathlarning elektronlari tomonidan fotonning yutilishida shunga mos keluvchi kvant o’tishlar ro’y beradi. Natijada fotoo’tkazuvchanlikni vujudga keltiruvchi qo’shimcha (noturg’un) zaryad tashuvchilar paydo bo’ladi.
Yarimo’tkazgichli moddaning eng muhim xarakteristikalaridan biri ichki fotoeffektning kvant chiqishi – bitta yutilgan fotonga to’g’ri keluvchi optik generatsiyalangan zaryal tashuvchilar soni – hisoblanadi. O’tkazuvchanlik elektronlarining ( ) va teshiklarining ( ) kvant chiqishlari mavjud. Sof yarimo’tkazgichda ( )= .
Kirishmasiz germaniy uchun bog’liqlik 16.1-rasmda ko’rsatilgan. Foton energiyasi taqiqlangan zona kengligi darajasiga yetganda zaryad tashuvchilarning generatsiyasi boshlanadi. yetarlicha tez ning kattaligi birga yaqin qiymatga erishadi. Foton energiyasi taqiqlangan zona kengligidan 2 – 3 marta oshganida zarbali ionizatsiya yo’li bilan olingan qo’shimcha zaryad tashuvchilarning generatsiyasi tufayli kvant chiqishning keyingi o’sishi ro’y beradi: bunda birdan katta qiymatga erishadi. Kvant chiqishning o’sishiga qarshilik qiluvchi raqobatlashuvchi jarayonlar bo’lib, o’tkazuvchanlik elektronlarining uyg’otilishiga, eksitonlarning va fononlarning tug’ilishiga olib keluvchi fotonlarning yutilish jarayonlari hisoblanadilar. YArimo’tkazgichda mos keluvchi markazlar mavjudligida yarimo’tkazgichga tushuvchi fotonlarning bir qismi fotolyuminessensiya jarayonlarida qatnashadilar.
Faraz qilaylik, yarimo’tkazgichning hajm birligida vaqt birligi ichida energiyali ta foton yutilayotgan bo’lsin. U holda
(16.1)
kattalik zaryad tashuvchilarining yorug’lik generatsiyasining tezligi (yarimo’tkazgichning hajm birligida vaqt birligi ichida generatsiyalanuvchi berilgan belgili zaryad tashuvchilar soni) hisoblanadi.