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半导体激光器与半导体的能带和产生受激辐射条件的介绍
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2017-11-21
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一、有关半导体的基础知识
1．能带
构成半导体激光器的工作物质是半导体晶体。在半导体晶体中，电子的运动状态和单个原子时的情况大不相同，尤其是其外层电子有了明显的变化，即所谓的“共有化运动”。
量子力学证明：当N个原子相接近形成晶体时，由于共有化运动，原来单个原子中每一个允许能级要分裂成 N个与原来能级很接近的新能级。在实际的晶体中，由于原子数目N非常大，新能级又与原来能级非常接近，所以两个新能级间距离很小（相互间的能级差为10-22） ，几乎可把这一段能级看作是连续的。我们便把这N个能级所具有的能量范围称为“能带”。不同的能带之间可以有一定的能量间隔，在这个间隔范围内电子不能处于稳定状态，实际上形成一个能级禁区，称为“禁带”。此间距用禁带宽度 Ev来衡量。下图说明了原子中子轨道、能级及能带之间的对应关系。
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