Почему полупроводник поглощает фотоны ?

[Taus]

Neuter в сообщении #972628 писал(а):

Что может быть причиной этого (почему дно зоны проводимости занято)?

Зависит от многих факторов. Например, электроны могут быть на "дне" зоны проводимости из-за "сильного" легирования донорами, при определённых температурах. Это приведёт к некоторым изменениям в спектре поглощения.

Munin в сообщении #972640 писал(а):

На концах зон плотность состояний уходит в нуль, так что от таких мелочных уточнений не будет никакого толку: что "с большей", что "с большей или равной" - всё едино.

В первом приближении для объёмного материала это так. Если рассматривать "реальный" полупроводник, во-первых существуют поверхностные состояния на физических границах кристалла, энергия которых расположена в том числе и в запрещенной зоне, во-вторых если полупроводник будет "грязным"/дефектным, то появятся связанные состояния, энергия которых опять же лежит в запрещенной зоне. Существует универсальная зависимость плотности таких состояний $~\exp ((E-E_c)/E_0)$, где $E_0$ характерная энергия активации таких дефектов.

[Alex-Yu]

Taus в сообщении #972690 писал(а):

во-вторых если полупроводник будет "грязным"/дефектным, то появятся связанные состояния, энергия которых опять же лежит в запрещенной зоне. Существует универсальная зависимость плотности таких состояний $~\exp ((E-E_c)/E_0)$, где $E_0$ характерная энергия активации таких дефектов.

Не совсем верно. Такая плотность состояний появляется только для сильно легированных (очень грязных) полупроводников. В полупроводнике высокого качества будут просто примесные уровни (уширением, связанным с взаимодействием прмесей, можно принебречь). Помнится, книжка была Эфроса и Шкловского... Кто-то из них это и вывел...

[Taus]

Alex-Yu в сообщении #972720 писал(а):

связанным с взаимодействием прмесей

Спасибо за уточнение. Но ведь могут быть встроенные дефекты, как в тройных/четверных растворах, а тут уже качество зависит от технологии роста.

[Munin]

Ну, в общем, таких уровней может быть сравнительно мало. А может - и нет, если сам кусок полупроводника маленький, например, тонкий, и/или сильно засорённый/легированный.

В общем, я думаю, состояния, которые лежат точно на границе зоны, интересуют только теорфизиков, причём со склонностями к математической придирчивости и педантичности.

[Alex-Yu]

Munin в сообщении #972753 писал(а):

В общем, я думаю, состояния, которые лежат точно на границе зоны, интересуют только теорфизиков, причём со склонностями к математической придирчивости и педантичности.

В общем -- да. А если п/проводник сильно легированный (грязный), то само понятие зоны становится "расплывчатым". Кстати, бывают еще и непрямозонные полупроводники (кстати, кремний и германий). В них вообще оптические переходы на дно зоны проводимости из "макушки" валентной зоны невозможны, не дает закон сохранения квазиимпульса (если, конечно, без участия фононов или дефектов). В общем оптика РЕАЛЬНЫХ полупроводников --- наука сложная. А простые рассуждения выше --- это только лишь очень-очень грубая картина. И даже в этом качестве --- не для всех полупроводников (только для прямозонных).