[물리실험] moke(Magneto Optic Kerr Effect) 결과
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- 목차
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1. 핵심이 되는 개념
(1) 광전도 효과 (photoconductive effect)
(2) 광기전력 효과 (photovoltaic effect)
(3) Faraday 효과와 Kerr 효과
(4) 자성박막과 Kerr 효과
2. 실험 결과
3. 결과 분석 및 토의
4. References
♠ 실험 장면
- 본문내용
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1. 핵심이 되는 개념
(1) 광전도 효과 (photoconductive effect)
절연체, 반도체에 광을 조사할 때, 흡수광에 의해 가전자대 혹은 불순물 준위에서 전자가 여기되어, 캐리어인 자유전자 또는 정공이 생겨서 도전율이 증가하는 현상.
(물리학의 양자론(量子論)에 의하면, 빛을 이루는 광량자가 지니고 있는 에너지는 그의 진동수에 비례하며 파장에 반비례한다. 따라서 가전자대역의 전자를 들뜨게 하려면 일정한 파장보다 짧은 파장의 빛을 쬐어주어야 한다. 이 한계파장은 금지영역의 폭 즉, 에너지 갭(gap)이 클수록 짧다. 절연체인 다이아몬드의 경우는 자외선이 필요하지만 규소나 게르마늄 등의 반도체에서는 비교적 파장이 긴 근적외선(近赤外線)의 빛이면 된다. 빛의 파장이 이 한계파장보다 길면 그 빛은 반도체에 흡수되지 않고 투과된다. 한계파장보다 짧게 되면 그 빛을 이루는 광량자의 에너지는 가전자대역의 전자 즉 가전자(價電子)를 들뜨게 하는데 이용되어 반도체에 흡수된다. 광량자를 흡수하여 전도대역으로 상승된 전자와 그 뒤에 가전자대역에 남은 정공은 반도체 외부로부터 전기장이 인가되면 반도체 내부를 이동할 수 있어 그의 전기전도성이 증가된다. 이것이 광전도(光電導) 효과이다.)
(2) 광기전력 효과 (photovoltaic effect)
P-N 이나 P-I-N 접합의 반도체 광다이오드가 해당되며, 빛이 흡수되어 전자-홀 쌍이 생성되고 기전력이 생기는 효과.
(빛의 파장이 한계파장보다 조금 짧게 되면 빛은 강하게 흡수되기 때문에 전기전도성이 증가되는 부분은 반도체의 극히 표면에 가까운 부분만으로 한정된다. 따라서 반도체 전체에 이르러 전기전도성의 증가를 가져오게 하려면 한계파장에 매우 접근된 파장의 빛을 조사하여야 한다. 반도체에는 광전도효과 이외에도 빛의 조사로 전압을 발생하는 광기전력 효과(光起電力效果)가 있는데, 이것을 이용하면 미약한 빛을 감지할 수도 있고 태양전지나 기타의 광전지를 만들 수 있다.)
(3) Faraday 효과와 Kerr 효과
① Faraday효과
CROWN GLASS등 반자성체 glass에 편광된 광을 입사하고, 광의 진행방향으로 향해서 자계를 印加하면, 자기선광성(편광면의 회전)이나 타원편광이 발생하는 효과이다. Garnett계 재료의 YIG, RIG등의 Faraday회전면은 대단히 크므로 광통신 device에 응용하고 있다.
- 참고문헌
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- Gerald L. Pollack & Daniel R. Stump, 「Electromagnetism」(2002), Addison-Wesley
- Kathryn B. S. Hill, 김석원․이용산 공역, 「기초 옵토 일렉트로닉스」(2004), 청문각
- 윤재선, 「기초 광학」, 두양사
- http://www.qub.ac.uk/mp/con/magnetics_group/MOlooper.html
- http://blog.naver.com/leejoosang79/140016558892
- http://physics.inha.ac.kr/osc/pdf/leesunghoon.pdf
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