半导体跃迁几率和什么有关
Ⅰ 振子强度与跃迁几率之间是怎样的关系
计算激发态到基态的跃迁波长时选择的方法要满足能够研究激发态,并且能优化激发态的几何结构。因为发射光谱(荧光或磷光)对应的激发态分子已经经历了振动弛豫,几何构型处于势能面的极小点,振动能级为基态。找到这个几何构型下的组态,必须通过激发态的几何构型优化完成。满足这样要求的方法只有CIS和CASSCF。CIS中用Root、CASSCF中用NRoot选项选择感兴趣的激发态,CIS计算里用Singlets和Triplets选项选择单重激发态或三重激发态(对应荧光或磷光),CASSCF计算时需要将与跃迁有关的轨道包含进活性空间并且选择好的初始波函数,剩下的工作和一般的优化几何构型计算区别不大。 完成这个计算以后能得到振动弛豫后的激发态和相同几何构型下的基态电子组态和能量。它们的差值就是发射光子的能量,换算后就得到对应的波长。 CIS只考虑了有限的几个组态间的作用,而CASSCF考虑了活性空间内所有组态的作用。CIS计算的结果的可靠性不够,CASSCF的结果相对可靠得多。只考虑波长的计算,CASSCF是首选。然而它不能给出跃迁的谐振强度也就是发光的强度。可以用CASSCF计算结果的几何构型和波函数作为几何构型和初始波函数,不作几何构型优化,用CIS直接计算谐振强度。在不作几何优化的条件下,也可以选择TD方法(TDHF、TDDFT)计算谐振强度,方法和CIS一样。由于DFT已经包含了一部分相关能,计算精度较好并且计算量相对较小,TDDFT也是研究激发态的非常常用的方法。 Gaussian里的各种研究激发态的方法都没有考虑耦合在电子能级跃迁里的振动能级跃迁。Gaussian不能处理振动激发态,也就不能得到迁到到各振动能级的Franck-Condon因子,也就无法得到真正的“带”状发射光谱而只是两个振动基态间的跃迁对应的“线”状谱。对于和基态几何构型差异大的激发态,由于Franck-Condon因子的影响,实际的最大发射波长可能与计算值有明显的差异(大约是Stokes位移的一半)。 而实际应用中发射光强的分子,结构通常都是十分刚性的。因此激发态和基态的几何结构很接近,激发态的振动弛豫不明显,Stokes位移小,最大吸收、00跃迁(Gaussian计算值)、最大发射波长比较接近。这时用不作几何构型优化的TDDFT方法得到的结果(发射波长和“线”状谱的强度)能够与实验值有一定的可比性,方法也较廉价,是比较理想的选择。
Ⅱ 间接带系半导体材料的光学跃迁概率怎么算
实验测量或者从态密度~k的图上面做积分,对于同一个k,利用直接跃迁来计算。 间接跃迁的时候考虑声子参与,在价带底到导带顶考虑h(k1-k2)的碰撞概率。
Ⅲ 哪些现象与电子跃迁有关
发光,火焰颜色
Ⅳ 半导体中有哪几种光跃迁过程,影响其跃迁速率有哪些因素
且相干,这部分放出的能量就表现为荧光。
波尔用氢原子轨道理论成功结版识了电子跃迁。该理论权假设氢原子电子在某些特定的轨道上运行,每个轨道对应着一个能级,且能级是分离的。在外界光子的激发下,电子可以从低能级跃迁到高能级,也叫做受激辐射,其中入射光子的能量必须要大于或者等于两轨道能级绝对值之差。同时合适的光子入射下,原子电子也可以从高能级跃迁到低能级,同时放出一个光子,该光子能量与入射光子能量相同电子跃迁 电子跃迁就是指原子的外层电子从低能轨道转移到高能轨道,或者从高能轨道转移到低能轨道,在没有外界激励的情况下电子处在平衡状态下,再有外界激励下,电子平衡被打破,如果电子吸收光子能量则会跳跃到离原子核更远的轨道上(光子能量大于或等于两轨道能及之差),但这样的电子不稳定,容易放出能量而返回原来的轨道。除此之外,原子内部电子也可以自发的从高能级跃迁到低能级。转移过程中会吸收或者放出一个光子,该光子能量为两个轨道能量之差的绝对值,或者从低能级跃迁到高能级,不过这种过程处于静态平衡之中。电子跃迁分为自发跃迁和受激跃迁,这是激光产生的基本原理
Ⅳ 半导体的辐射跃迁有哪几种各自的定义与特点是什么
半导抄体的辐射跃迁有哪几种各自的定义与特点是什么
1,自发辐射跃迁,此跃迁随机发生,随遇而安,跃迁从高能级向低能级,跃迁到的最终能级不一定,发出光波长,波列长度不一,相干性差,是常见最最普通的跃迁方式.
2,吸收跃迁,此跃迁从低能级到高能级,吸收其他诸如光电力热的能量,使得电子像高能级跃迁,但是跃迁到的最终能级取决于吸收的能量的大小.
3,手机辐射跃迁,此跃迁也是在受到能量激励后,并不吸收能量,电子从高能级向低能级跃迁,跃迁的最终能级,取决于受到激励的能量,放出一个光子,与原光子同频同振幅同相位,相干性特别好,是激光的产生激励!
Ⅵ 半导体激光器 有源区的折射率为什么和频率有关
半导体激光器的调制带宽是指可以输出的或者加载的最高信号速率(对数字信号而言),或者是输出(或加载的)模拟信号的最大带宽。
提高激光器的调制带宽,可以采取以下措施:
①有源区采用应变(抵偿)多量子阱结构-量子阱激光器阱材料由于在平行于阱面方向受到双轴压应变和垂直于阱面方向的拉伸应变,其价带顶的重空穴能级上升,而且这种价带发生退简并,使电子从自旋轨道分裂带向重孔穴带的跃迁几率近似等于零,使室温下的俄歇复合几率减小,从而导致这种量子阱激光器的阈值电流下降,线宽增强因子减小以及弛豫振荡频率、调制带宽、微分增益系数显著提高。
②有源区p型掺杂 p型掺杂可减小穿过SCH区域时的空穴输运,这对高速量子阱器件是主要的限制;p型掺杂可以得到非常高的微分增益,并且使量子阱中载流子的分布更加均匀。 若有源区Zn掺杂浓度接近1018cm-3时,其3dB带宽可达25GHz而且掺杂还可使器件的振荡频率增加到30GHz腔长为300μm此外,重掺杂还有利于降低线宽增强因子和进一步提高微分增益,这些都有利于提高器件的调制特性。
③降低电学寄生参数-为了降低高速激光器的电学寄生参数,尤其是寄生电容,可采用半绝缘Fe-InP再生长掩埋技术,同时还需减小电极面积;采用自对准窄台面结构(SA -CM以减小器件的寄生电容。人们还常利用填充聚酰亚胺的方法来减小寄生电容。
④提高激光器内部光子浓度和微分增益-增加激光器腔内的光子浓度,可增加本征谐振频率。利用DFB结构使激射波长与增益峰波长为负失谐(-10nm可以提高微分增益,这些都可以增加-3dB调制带宽。 以上分析了限制半导体激光器高速调制特性的因素以及提高激光器调制带宽的途径,这些因素之间与其静态特性之间是相互影响的所以在设计高速激光器时,还需考虑其他特性,如阈值、温度特性等。
Ⅶ 受激辐射跃迁几率和自发辐射跃迁几率分别是由哪些因素决定的
手机篇幅越前几率和自发篇幅前几名分别是哪些因素决定的?错误辐射的这种决定因素的话,有好多你可以从手机辐射上面导出来。
Ⅷ 跃迁几率的简介
在适当的条件下,原子、分子和原子核等体系可能从这个状态过渡到任何一个其他可能的状态,这种状态的过渡称为跃迁。单位时间中这种跃迁的比率,叫做跃迁几率。它是一个有量纲的物理量,单位为秒-1。跃迁几率在研究原子、分子的辐射和原子核的辐射(见α衰变、β衰变、γ跃迁)的过程中是一个基本的物理量,在研究原子、分子光谱以及天体光谱中起着重要的作用。
原子的跃迁伴随着体系能量的改变即辐射过程。辐射过程包括能量的发射和吸收。在发射过程中,原子由较高能态向较低能态跃迁;这时跃迁可能是自发的(自发发射),也可能是受激引起的(受激辐射)。在吸收过程中,原子从外界得到相应的能量,由较低能态跃迁到较高能态。为了描述原子在上能级n和下能级m两个状态间的跃迁几率,A.爱因斯坦引进了三个系数Anm、Bnm和Bnm,分别称为自发发射系数、受激发射系数和吸收系数。自发发射系数 Anm表示原子在单位时间内由上能级n跃迁到下能级m的几率,也称为自发发射跃迁几率,它只与辐射体的性质有关。受激发射的跃迁几率为Anmρ(v),它除了和由辐射体性质确定的 Anm有关外,还与入射的辐射有关。ρ(v)是入射的辐射在频率vnm处的能量密度,而
En为上能级能量,Em为下能级能量,h为普朗克常数。
同样,吸收的跃迁几率为Anmρ(v),它也与入射的辐射有关。爱因斯坦根据热力学体系平衡的条件得出了Anm、Bnm和Bmn之间的关系
式中gn和gm分别为上能级n和下能级m的统计权重,с为光速。
可以用量子力学理论计算跃迁几率 。
例如,对于核外只有一个电子的原子氢可以算出它的3p→1s的跃迁几率即:
在考虑较复杂原子的激发态之间的跃迁时,可假设核和内满充壳层电子一起形成一个等效的库仑场。这种近似称为库仑近似。D.R.贝茨和A.达姆格利用库仑近似对周期表中前10个元素的几百条谱线进行了计算,得到的跃迁几率理论值和实验值符合得相当好。另一个广泛使用的是自洽场近似计算法。该方法由D.R.哈特里提出,后来由B.A.福克作了改进。
能级间跃迁所遵循的规则叫做选择定则。不是所有能级之间都能发生跃迁的。遵循选择定则的跃迁叫做容许跃迁,不满足选择定则的跃迁则是禁戒的。但是有些禁戒的跃迁还是可能发生的,只是它的跃迁几率比容许跃迁的跃迁几率要小得多,这种跃迁叫做禁戒跃迁。
在电偶极辐射情况下,能级间的自发发射跃迁的选择定则是
Δl=±1,Δm=0,±1,
(2)式中Δl表示跃迁时角量子数l的变化,Δm表示跃迁时磁量子数m的变化。这个选择定则适用于单电子原子。
理论计算中采用的种种近似往往会引进误差,并且很难估计误差的程度。因此,必须通过实验来检验理论的正确性。另一方面,对于比较复杂的原子体系,从理论上计算跃迁几率有困难,因此,更需要借助于实验。实验测定跃迁几率是十分重要的,通常利用谱线强度、受激态寿命的测定和谱线的反常色散(见光的色散)等来测定跃迁几率。
自发发射系数Anm的数值范围,强线约为108秒-1,弱线约为 104秒-1或更小。当电偶极跃迁矩阵元等于零时,跃迁可能由磁偶极矩或电四极矩产生,此时的光谱强度约为电偶极跃迁的强度的10-7~10-8。
Ⅸ 什么是电子跃迁选率,是有机化学关于波谱的问题
有机分子电子跃迁选率取决于分子的对称性。
对于中心对称分子:
可允跃迁:sigma<--->sigma*, pi<--->pi*, pi<-->sigma*, n<-->pi*.
禁阻跃迁:sigma<--->pi*
对于非中心对称分子没有禁阻跃迁。
(尽管有些可允跃迁的跃迁几率较低,譬如,n<-->pi*.跃迁,但它们不是禁阻跃迁)