半导体材料能带测试及计算VIP专享VIP免费

半导体材料能带测试及计算对于半导体，是指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，其具有一定的带隙(Eg)。通常对半导体材料而言，采用合适的光激发能够激发价带(VB)的体的结构进行表征，可以通过其电子能带结构对其光电性能进行解析。对于半导体的能带结构进行测试及分析，通常应用的方法有以下几种(如图 2)：1. 紫外可见漫反射测试及计算带隙 Eg；2. VBXPS 测得价带位置(Ev)；3. SRPES 测得 Ef、Ev以及缺陷态位置；4. 通过测试 Mott-Schottky 曲线得到平带电势；5. 通过电负性计算得到能带位置.紫外可见漫反射测试2.制样：背景测试制样：往图 3 左图所示的样品槽中加入适量的 BaSO4 粉末（由于BaSO4粉末几乎对光没有吸收，可做背景测试），然后用盖玻片将 BaSO4粉末压实，使得 BaSO4粉末填充整个样品槽，并压成一个平面，不能有凸出和凹陷，否者会影响测试结果。样品测试制样：若样品较多足以填充样品槽，可以直接将样品填充样品槽并用盖玻片压平；若样品测试不够填充样品槽，可与 BaSO4粉末混合，制成一系列等质量分数的样品，填充样品槽并用盖玻片压平。图 3.紫外可见漫反射测试中的制样过程图。1.测试：用积分球进行测试紫外可见漫反射（UV-VisDRS）,采用背景测试样（BaSO4粉末）测试背景基线（选择 R%模式），以其为 background 测试基线，然后将样品放入到样品卡槽中进行测试，得到紫外可见漫反射光谱。测试完一个样品后，重新制样，继续进行测试。•测试数据处理数据的处理主要有两种方法：截线法和 Taucplot 法。截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（兀）决定于禁带宽度 Eg。两者之间存在 E（eV）=hc/九=1240/九（nm）的数量关系，可以通过求取九来得到 E。由于目前很少用到这种方法，故不做详细介绍，以下主要来介绍 Taucplot 法。具体操作：1、一般通过 UV-VisDRS 测试可以得到样品在不同波长下的吸收，如图 4 所示;3004005Q0600700800Wavelength(nm)——30%-CoBSa®Znln2S4■Co^S^@ZriilflJS.—c^slZnln^图 4.紫外可见漫反射图。2. 根据(ahv)i/n=A(hv—Eg),其中 a 为吸光指数，h 为普朗克常数，v 为频率，Eg为半导体禁带宽度，A 为常数。其中，n 与半导体类型相关，直接带隙半导体的n 取 1/2，间接带隙半导体的 n 为 2。3. 利用 UV-VisDRS 数据分别求(ahv)i/n 和 hv=hc/九,c 为光速，九为光的波长，所作图如图 5 所示。所得谱图的纵坐标一般为吸收值 Abs，a 为吸光...