由测不准关系Et可知 ， 只要电子在中间态停留的时间足够短 ， 并不要求每一步都满足能量守恒 ， 但由于有声子参与这种二级微扰过程 ， 其跃迁几率要比一级微扰情况下小得多,在这种能带结构中 ， 也可以发生从价带顶(k=0)至导带次能谷的竖直跃迁 。

8、或直接跃迁 ， 如图7.1-5中的箭头A表示 ， 只是由于导带底(对应k=kmin)的能量比k=0处的导带能量小很多 ， 则跃迁所涉及的能量比间接跃迁(图7.1-5中箭头B大这已为很薄的纯单晶Ge片、在入射光子能量h=0.8eV附近表现出很陡的吸收峰所证实 ， 如图7.1-6所示 。
在更长波长处的吸收则是由于间接跃迁所引起 ， 而这必须伴随着声子的发射和吸收 ， 以满足所需的动量守恒,2间接吸收的吸收系数,在图7.1-4所表示的间接带隙跃迁中 ， 两种从初态至终态的跃迁方式都必将伴随有声子的发射和吸收 ， 在不考虑多声子吸收时 ， 则有,7.1-13,式中Es为声子能量 ， 尽管Es与Eg相比一般是很小的 ， 但声子的发射与吸收都将影响吸 。

9、收曲线在吸收边附近的形状 ， 或使吸收曲线的长波限发生漂移 。
为了区分声子的发射和吸收对吸收系数的贡献 ， 而把间接跃迁吸收系数i表示为,7.1-14,式中e和a分别为发射声子和吸收声子时的吸收系数 ， 并且有,7.1-15,7.1-16,经推导(p175176) 由吸收声子所引起的吸收系数为,式中c为随缓变的函数 。
声子发射时的吸收系数为,7.1-22,7.1-23,经推导(p175176) 由吸收声子所引起的吸收系数为,式中c为随缓变的函数 。
声子发射时的吸收系数为,7.1-22,7.1-23,间接带隙跃迁的吸收系数为,7.1-24,以上只是考虑了一种类型的声子 。
深入的分析还应区分纵波声学声子、横波声学 。

10、声子、纵波光学声子、横波光学声子各自的贡献 ， 不同类型的声子能量是不同的 ， 因而i应该是各种类型声子所引起的吸收系数之和,在前面的讨论中 ， 我们只考虑单声子过程 ， 所作的i1/2h关系曲线图如图7.1-7所示 。
对应每一温度的吸收曲线在横轴(h轴)上的截距分别为Eg-Es和Eg+Es ， 即分别对应于吸收声子与发射声子的情况 。
显然在低温下发射声子是主要的,7.1-23,在价带顶附近的状态与导带底附近的状态之间的跃迁(即图7.1-5中箭头B)是“禁戒”跃迁 ， 由这种跃迁所引起的吸收系数是与过剩光子能量(h-EgEs)的三次方成正比的 。
而如上所述 ， 在这种能带结构中的允许跃迁(在k=0处发生竖直跃迁)所产生的吸收系 。

11、数是比例于(h-EgEs)2 的,图7.1-8和图7.1-9是间接跃迁半导体Ge的基本吸收谱 。
由图7.1-9看出 ， 在k空间点和在高的光子能量作用下 ， 仍可产生允许的直接跃迁 ， 并得到其值不小的吸收系数,7.2 半导体中的其它光吸收,在7.1中所讨论的本征吸收是最重要的、基本的吸收 。
在半导体中还存在许多其它吸收机构 。
主要的吸收： 一、激子吸收 二、自由载流子吸收 三、杂质吸收,一、激子吸收,1概述 在发生带间跃迁时 ， 价带电子吸收光子而激发到导带 ， 该电子与留在价带上的空穴的库仑相互作用 ， 使得激发到导带的电子与留在价带的空穴处于束缚状态 ， 这种束缚态称为激子 。
按这种束缚的强弱 ， 又可将激子分为夫伦克耳( 。

12、Frenkel)激子和瓦尼尔-莫特(wannier-Mott)激子 。
夫伦克耳(Frenkel)激子是一种紧束缚激子 ， 其束缚态局域于一个原子或分子 。
电子与空穴之间的距离|re-rh|是晶格常数量级 ， 因而可按“紧束缚”电子处理 ， 惰性气体晶体及碱金属卤化物等中的激子属于这种类型 。
瓦尼尔-莫特(wannier-Mott)激子 ， 其电子-空穴之间的距离|re-rh|为数百个晶格常数 ， 即电子和空穴分别属于相当远的两个原子(或离子) ， 其激子波函数可以扩展到许多元胞内 ， 在弱周期场中 ， 这种激子可近乎自由地运动 ， 因而可用自由电子近似处理 。
在离子晶体和共价晶体中 ， 特别是介电常数大的半导体中 ， 这种激子对光吸收产生重 。

13、要影响 。
在7.1中 ， 我们已经提到 ， 由于激子吸收使本征吸收边的形状和位置发生变化 。
下面我们将主要分析这种激子 。
由于处于束缚态的电子-空穴只能整体一起移动 ， 因此激子对光电导没有贡献,2 激子波函数与束缚能,电子-空穴的库仑互作用势能为,7.2-1,式中 。
为介电常数(对夫伦克耳激子 ， 为常数) 。
弱束缚激子的薛定愕方程为,7.2-2,式中r=re-rh为电子和空穴的相对坐标 ， E=Eex-Eg ， Eex为激子能量本征值 ， F(re,rh)为激子波函数,令,7.2-3,则式(7.2-2)变为,7.2-4,式中mr为折合质量 ， 由式(7.1-6)表示；M=me+mh 。

来源：(未知)

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标题：半导体|半导体光电子学第7章半导体中的光吸收和光( 二 )