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光致发光实验技术的基本原理
更新时间:2016-01-27浏览:12057次
光致发光是半导体材料质量鉴定的一个重要手段,适合于测量不同衬底上生长的外延薄层,实验数据采集和样品制备简单,是非破坏性的,非常方便。光致发光光谱取决于实验样品中非平衡载流子的辐射复合过程,与材料的能带结构、缺陷状况、掺杂水平等因素有关。所以,通过光致发光光谱可以了解样品的能带结构、发光机制等物理过程的信息,并反映出材料的质量状况。由于光致发光光谱直接测量了样品的发光强度,在相同的测量条件下,可以对不同的样品的相对发光效率作出比对。而且作为研究半导体电子态的一种手段,光致发光的优点在于其灵敏度,尤其是它在光吸收实验灵敏度差的频段内有较高的灵敏度,二者可互为补充,并在半导体电子态研究中起重要作用。      
光致发光实验技术的基本原理是,当激发光源发出的光照射在被测样品表面时,由于激发光在材料中的吸收系数很大,通过本征吸收,在材料表面1微米以内的区域里激发产生大量的电子-空穴对,使样品处于非平衡态。这些非平衡态载流子一边向体内扩散,一边发生复合。通过扩散,发光区将扩展到深入体内约一个少子扩散长度的距离,电子-空穴对通过不同的复合机构进行复合。荧光在逸出表面之前会受到样品本身的自吸收。荧光逸出表面以后经会聚进入单色仪分光,此后经探测器接收转变成电讯号并进行放大和记录,从而得到发光强度按光子能量分布的曲线,即光致发光光谱图。
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