本文标题："量子理论固态物质科研电子显微镜-电磁辐射技术"
发布者：yiyi ------ 分类: 行业动态 ------
人浏览过-----时间：2016-8-5 19:5:49
量子理论固态物质科研电子显微镜-电磁辐射技术
固态物质的能带模型
量子理论解释了约束电子核系统稳态时的离散能级。因此，单
独原子、离子和分子的能级仅表现为离散能级，如果光子相互作用
的能级与在这些离散能态之间转换的能量相当时，才会发生光的相
互作用。然而在固体中，原子核之间的距离很小，因此这些受束缚
的电子之间可以发生相互作用，这个问题需要采用多体系统替代单
体电子核系统的方式解决。
因此，固体的能级不再是单条线，而是变宽了。因为靠近原子
核的电子能够很好地被附近原子核的场屏蔽掉，固体中较低能级不
能变宽，这与独立原子核的情况相符合。量子效率和能带结构
电子空穴对要想有效地激发出光子，需要具有直接带隙的半导
体，即辐射过程不需要同时存在其他光子，需要同时满足能量和动
量的守恒。幸运的是，探测过程不需要满足这个要求，因为基本事
件能够按顺序发生。首先，当入射光子的能量足够大时就能将一个
电子从价带激发到导带，这就是所谓的垂直跃迁，即不会发生动量
转移。随后，激发的电子通过快速释放一个或多个声子(热激发)就
能移动到导带底部，产生的空穴经过类似的热激发过程移动到价带
顶部。
因此，直接带隙和间接带隙半导体都能够有效地将能量足够高
的入射光子转换成电子空穴对：实际中在中间能量范围内，量子效
率可以接近于100％，也就是说，在此能量范围内几乎所有的入射
光子都将能产生电子空穴对。如果入射电子的能量小于带隙能量，
则该半导体相对于入射电磁辐射就是透明的；如果入射电子的能量
远远大于带隙能量，则人射光在器件的转换层就已被吸收，光子不
能或者很少能够到达半导体中间并发生相互作用。因此，半导体的
光探测量子效率就会下降到光谱的红外和紫外线部分。
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