도판토
Dopant |
도핑제라고도 불리는 도판트는 화학 물질에 도입되어 원래의 전기적 또는 광학적 특성을 바꾸는 불순물 원소의 미량이다.변화를 일으키는 데 필요한 도판트의 양은 일반적으로 매우 낮습니다.결정성 물질에 도핑되면 도판트의 원자는 결정 격자로 통합된다.결정성 물질은 실리콘이나 게르마늄과 같은 반도체 결정체 또는 다양한 레이저 유형의 생산에 사용되는 투명 결정체입니다. 그러나 후자의 경우 유리 같은 비결정성 물질에도 불순물이 도핑될 수 있습니다.
반도체에서 도판트의 적절한 종류와 양을 사용하는 것이 트랜지스터와 다이오드를 만드는 데 필수적인 p형 반도체와 n형 반도체를 생산하는 것이다.
투명 결정
미디어 레이싱
소량의 금속 크롬(Cr), 네오디뮴(Nd), 엘비움(Er), 툴륨(Tm), 이터비움(Yb) 및 기타 소량의 금속을 투명한 결정, 세라믹 또는 유리 형태로 도핑하는 과정을 사용하여 고체 레이저용 활성 매체를 제조합니다.도판트 원자의 전자에서 모집단 반전이 발생할 수 있으며, 이 모집단 반전은 모든 레이저의 작동에서 광자의 자극적인 방출에 필수적이다.
천연 루비의 경우 산화알루미늄(코룬덤) 결정을 통해 소량의 크롬 도판트가 자연적으로 분포되어 있습니다.이 크롬은 루비에게 붉은색을 입히며, 또한 개체수 반전을 일으켜 레이저 역할을 할 수 있습니다.산화 알루미늄 투명 결정의 알루미늄 및 산소 원자는 단순히 크롬 원자를 양호한 공간 분포로 지지하는 역할을 하며, 그렇지 않으면 레이저 작용과는 아무런 관련이 없습니다.
또, 네오디뮴 YAG 레이저등의 경우는, 결정이 합성되어 자연에서 발생하지 않는다.인공 이트륨 알루미늄 가넷 결정에는 수백만 개의 이트륨 원자가 포함되어 있으며, 물리적인 크기, 화학적 원자가 등으로 인해 격자에서 소수의 이트륨 원자를 대체하고 네오디뮴과 같은 희토류 원소 계열의 원자로 대체하는 데 효과적입니다.그리고 나서, 이 도판트 원자들은 실제로 결정에서 끈을 매는 과정을 수행합니다.결정의 나머지 원자는 이트륨, 알루미늄, 산소 원자로 구성되지만 위와 마찬가지로 이 세 가지 원소는 네오디뮴 원자를 단순히 지탱하는 기능을 한다.또, 희토류 원소 엘비움도 네오디뮴이 아닌 도판토로서 용이하게 사용할 수 있어 출력의 파장이 다르다.
많은 광학적으로 투명한 호스트에서는 이러한 활성 중심이 약 밀리초 동안 들뜬 상태를 유지한 후 자극된 방출로 긴장을 풀고 레이저 작용을 제공할 수 있습니다.도판트의 양은 보통 원자 퍼센트로 측정된다.일반적으로 도판트 이온이 결정 격자의 부위의 일부에서만 대체될 수 있다는 점을 고려하여 계산에서 상대적 원자 비율을 가정한다.도핑은 광섬유의 굴절률, 특히 이중포장섬유의 굴절률 변화에도 사용할 수 있습니다.광도판트는 활성도판트의 주요 파라미터인 들뜸 수명 및 유효 흡수 및 방출 단면을 특징으로 한다.보통 광학 도판트의 농도는 몇 퍼센트 이하입니다.고밀도 여기에서는 협동 담금질(교차 완화)에 의해 레이저 동작의 효율이 저하됩니다.
예
의료 분야에서는 레이저 수술에 사용되는 레이저 메스를 위한 엘비움 도프 레이저 결정이 사용됩니다.유로피움, 네오디뮴, 그리고 다른 희토류 원소들은 레이저용 안경을 도핑하는데 사용된다.일부 레이저 [1]메스의 활성 레이저 매체로 홀뮴 도프 및 네오디뮴 이트륨 알루미늄 가넷(YAG)을 사용한다.
인광기 및 섬광기
인광기와 섬광기의 맥락에서 도판트는 활성제로 더 잘 알려져 있으며 발광 [2]과정을 강화하는 데 사용된다.
반도체
도핑으로 알려진 반도체에 도판트를 첨가하면 물질 [citation needed]내의 페르미 수치가 변화합니다.따라서 도판트 종류에 따라 음(n-type) 또는 양(p-type) 전하 캐리어가 대부분인 물질이 생성됩니다.도판트의 존재에 의해 변화된 순수 반도체를 외인성 반도체라고 합니다(내재 반도체 참조).도판트는 고체 소스, 가스, 액체 스핀, 이온 주입 등 다양한 기술로 반도체에 도입된다.이온 주입, 표면 확산 및 고체 소스 각주를 참조하십시오.
다른이들
일부 원석의 색은 도판트에 의해 발생한다.예를 들어 루비와 사파이어는 모두 산화알루미늄이며, 전자는 크롬 원자로부터 붉은색을 얻고 후자는 여러 가지 원소를 도핑하여 다양한 색을 낸다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Moskalik, K; A Kozlov; E Demin; E Boiko (2009). "The Efficacy of Facial Skin Cancer Treatment with High-Energy Pulsed Neodymium and Nd:YAG Lasers". Photomedicine Laser Surgery. 27 (2): 345–349. doi:10.1089/pho.2008.2327. PMID 19382838.
- ^ Kalyani, N. Thejo; Swart, Hendrik; Dhoble, S.J. Principles and Applications of Organic Light Emitting Diodes (OLEDs). p. 25.
