Der Photoeffekt: Grundlagen Der Strahlungsmessung

ISBN-13: 9783322987884 / Niemiecki / Miękka / 2012 / 248 str.

Klaus H. Herrmann; Klaus H. Herrmann

Opis

Die Untersuchung der Photoeffekte machte die Quantennatur des Lichtes und seiner Wechselwirkung mit Materie deutlich. Entsprechend gross ist die Rolle bei der Her ausbildung der quantenphysikalischen Modellvorstellungen in der Physik der kon densierten Materie. Zugleich haben applikative Aspekte eine dynamische Entwick lung dieses Gebiets von seiner Geburt an grosse Aufwendungen fur die Forschung und Bauelementeentwicklung bewirkt. Dies begann mit den Anwendungen in der Ton filmtechnik und betrifft noch heute die Bauelementegruppen Lichtemitter, Solarzel len, Sensoren, Empfanger fur die Lichtwellenleitertechnik, CCD-Matrixsensoren fur die Bildaufnahme und die Infrarottechnik, aber auch die xerographische Bilduber tragung. Das griechische Wort fur Licht

Spis treści

1 Einführung in die Photoeffekte.- 1.1 Historischer Rückblick: Die grundlegenden Aussagen.- 1.1.1 Lichtelektrische Wirkungen.- 1.1.2 Einsteinsche Gleichung und lichtelektrische Gerade.- 1.2 Der äußere Photoeffekt und der Welle-Teilchen-Dualismus des Lichtes.- 1.3 Der Photoeffekt als Methode zur Strahlungsmessung.- 1.4 Die Entwicklung der Kenntnisse zum inneren Photoeffekt.- 1.5 Zeittafel zum Photoeffekt und zu seinen Anwendungen.- 2 Äußerer Photoeffekt.- 2.1 Grundlegende Modellvorstellungen.- 2.1.1 Die spektrale Quantenausbeute.- 2.1.2 Die Austrittsarbeit von Festkörpern.- 2.1.3 Elemente der Elektronentheorie von Festkörpern.- 2.1.4 Spicers Theorie der Photoemission.- 2.1.5 Die Zeitdauer der Photoemission.- 2.2 Photoemission von Metallen.- 2.3 Photoemission von Halbleitern und Dielektrika.- 2.4 Photoemission spinpolarisierter Elektronen.- 2.5 Dunkelstrom und Rauschen beim äußeren Photoeffekt.- 3 Innerer Photoeffekt.- 3.1 Grundlegende Modellvorstellungen.- 3.2 Photoeffekte der Majoritäts- bzw. Minoritätsträger.- 3.2.1 Photoleitfähigkeit.- 3.2.2 Dembereffekt.- 3.2.3 Photoelektromagnetischer Effekt.- 3.2.4 Photoeffekt am pn-Übergang (Photodiode).- 3.2.5 Andere Raumladungsstrukturen.- 3.3 Der innere Photoeffekt und die Physik der Rekombinationsprozesse ..- 3.3.1 Strahlende Band-Band-Rekombination.- 3.3.2 Dynamisches Gleichgewicht und Generations-Rekombinations-Rauschen.- 3.3.3 Augerrekombination.- 3.3.4 Rekombination über Zentren.- 3.3.5 Strahlende Rekombination über Störstellen und von Excitonen.- 3.4 Der Grenzfall kleiner Quantenenergien.- 3.4.1 Signalempfindlichkeit und rauschbezogene Empfindlichkeit.- 3.4.2 Das Rauschen von Photodioden unterschiedlicher Energielücke.- 3.4.3 Einfluß des thermischen Strahlungshintergrunds — BLIP.- 3.4.4 Detektivität eines Störstellen-Photoleiters.- 3.4.5 Extremfälle des Hintergrundeinflusses.- 3.4.6 Herabsetzung der Augerrekombination.- 3.5 Nichtgleichgewichtsverteilungen beim inneren Photoeffekt.- 3.6 Der innere Photoeffekt und der Impuls der Lichtquanten.- 3.7 Photoeffekte in dimensionsreduzierten Systemen.- 3.7.1 Energiespektrum und Zustandsdichte.- 3.7.2 Photoeffekte und geändertes Energiespektrum.- 3.7.3 Vertikaler Transport über maßgeschneiderte Potentialreliefs.- 3.8 Optische Untersuchung photoangeregter Zustände.- 4 Nichtlinearitäten beim Photoeffekt.- 4.1 Nichtlineare Generation durch Mehrquanten-Absorption.- 4.2 Nichtlineare Generation durch Nichtlinearität der Absorption.- 4.3 Nichtlinearitäten bei intrinsischer Rekombination.- 4.4 Anwendungen in der Photonik.- 4.5 Chaos in Photoleitern.- 4.6 Die quadratische Abhängigkeit des Photoeffekts von der Lichtfeldstärke.- 5 Wissenschaftliche Anwendungen.- 5.1 Photoelektronen-Spektroskopie.- 5.1.1 Energieverteilungskurven.- 5.1.2 Methodenübersicht zur Photoelektronen-Spektroskopie.- 5.1.3 Ausgewählte Anwendungsbeispiele.- 5.2 Spektroskopische Anwendungen des inneren Photoeffekts.- 6 Photoelektrische Strahlungsmessung.- 6.1 Meßgrößen und Bewertung von Strahlungsempfängern.- 6.2 Meßtechniken hoher Genauigkeit.- 6.3 Meßtechniken hoher Empfindlichkeit.- 6.4 Meßtechniken hoher Zeitauflösung.- 6.5 Strahlungsmessung in unterschiedlichen Spektralbereichen.- 6.5.1 Silicium-Strahlungsempfänger mit Grundgitteranregung.- 6.5.2 Strahlungsempfänger für die Lichtwellenleitertechnik.- 6.5.3 Infrarot-Strahlungsempfänger.- 6.6 Bildaufnahme.- 6.6.1 Bildaufnahme mit Elektronenstrahlröhren.- 6.6.2 CCD-Bildsensoren.- 6.6.3 Infrarot-Bildaufnahme.- 6.6.4 Xerographische Bildübertragung und Druckbilderzeugung.- 6.7 Solarzellen: Optimierungsziel Leistung.- Ausblick.- Zitierte Originalarbeiten.- Sachwort Verzeichnis.