光致发光(PL)光谱76085ppt课件

精选，1，光致发光(PL)光谱，选择，2，1，光致发光的基本原理，1。定义：所谓光致发光(Photoluminescence)使用光作为材料中刺激电子的激励措施，以实现发光。由光生附加载流量对的复合过程中伴随的现象精选。3，2 .基本原理：半导体材料对能量高于吸收限制的光子的强吸收，吸收系数通常超过104cm-1，因此，在材料表面约1m厚的表面内，通过此特征吸收产生大量额外的电子-孔对，使样品不平衡。这些额外的载流量对从一侧扩散到体内，通过各种可能的复合机制复合。其中有只发射声子(ponon)的复合过程，有只发射声子(ponon)的复合过程，还有(4，图1半导体的各种复合过程)(a)波段间转移(b)波段到杂质中心辐射复合转移(c)施主-主辐射复合转移(2)在自由激子复合体晶体中，原子的中性激发状态称为激子，激子复合体是从中性激发状态到基态的原子转移，自由激子显然是指在不传输电荷的晶体中自由移动的激子；(3)激子复合物是指由施主、主或其他陷阱中心(不充电或充电)捆绑在一起，随着杂质或缺陷中心的增加，发光强度增加的激子的辐射复合物。选择，6，(4)浅电平和固有波段之间的载波复合是通过浅槽电平和价带腔的组合或浅周电平和导带电子的组合的价带电子；(5)供主对复合物特别指供主杂质对中的电子-孔对的复合物，因此也称为主-主对(D-A对)复合物。(6)电子孔点对通过深水平复合，即SHR复合，指示带下电子和原子价带上腔通过深水平复合，在此过程中辐射复合的可能性很小。选择，7，上述辐射复合器官中，前两个属于固有器官，其馀几个属于非固有器官。半导体的光致发光过程包含材料结构和成分的丰富信息，是综合反映多种复杂物理过程的结果，因此，利用光致发光光谱可以获得正在研究的材料的多种本质信息。选择，8，2，仪器和测试，测量半导体材料的光发光光谱的基本方法是，接收和识别在测试对象样品中发射的光，接受与测试对象材料相比产生更多能量的带隙(Eg)，以及电流密度足够高的光子流测量对象样品。选择，9，图2光发光光谱测量装置图，选择，10，3，光发光特性，光发光分析方法的实验设备比较简单，测量本身非破坏性，对样品的大小、形状和两个表面之间的平行度没有特殊要求。由于检测到的量子能量和样本空间大小的分辨率高，因此适用于薄层分析和精细区域分析。1，光亮度的优点，选择，11，它的原始数据和主要关注的物理现象之间的距离很远，所以经常通过在样品外观察到的发光，需要进行很多分析才能推出内部符合率。光发光测量的结果经常用于相对比较，因此只能在定性研究方面使用。测量经常需要液氦的低温条件也是一个棘手的要求。在不发光的中心，如深陷阱，发光的方法显然是无能为力的。2，光发光的缺点，选择，12，4，光发光分析方法的应用，1，分量测量例如，GaAs1-xPx是由直接带隙GaAs和间接带隙间隙间隙构成的混合晶体，带隙随x值变化。光线的峰值波长取决于频带宽度，频带宽度与x值相关。因此，可以测量发光峰值波长中的分量百分比x值。2、根据杂质识别特性发射线的位置，可以识别GaAs和GaP中的微量杂质。3、硅中浅杂质浓度的测定、选择、13，4、发射效率比较半导体发光和激光器件需要材料的优良发光特性，发光测量直接反映材料的发光特性。利用光致发光光谱的测量不仅可以求出个别发光带的强度，还可以求出积分的辐射强度。在相同的测量条件下，可以在不同的样品之间获得相对辐射效率。5、GaAs材料补偿度测量补偿度NA/ND(ND，NA分别为坩埚，主杂质浓度)是表征材料纯度的重要特性参数。6、少数载波寿命测量、选择、14，7、均匀性的研究测量方法是使用激光微探针扫描样品，根据样品的特定特性发光带的强度变化直接显示样品的不均匀图像。8、电位和其他缺陷研究，选择，15，图3CZT确定4.2K典型PL谱。PL光谱包含四个区域。(1)近边界区域；(2)捐赠者-主要配对(DAP)区；(3) 1.4eV缺陷发光带的主中心；(4)Te空位引起的中心位于1.1eV的发光峰值波段。选择，16，图4高质量CZT晶体PL波段边缘区域，选择，17，PL光谱的主要峰值为中性时周边界激子峰(D0，X)。CdTe和Cd0.96Zn0.04Te的主发光峰通常遵循主边界激子峰(A0，X)。除了Cd0.9Zn0.1Te晶体近边界区域的PL谱外，还可以看到基态自由激子峰(X1)、