PL光谱介绍.ppt

光致发光(PL)谱原理、测试及应用;一、光致发光基本原理 二、仪器及测试 三、应用;一、光致发光基本原理;2. 基本原理：由于半导体材料对能量高于其吸收限的光子有很强的吸收，吸收系数通常超过104cm-1，因此在材料表面约1μm厚的表层内，由本征吸收产生了大量的额外电子-空穴对，使样品处于非平衡态。这些额外载流子对一边向体内扩散，一边通过各种可能的复合机构复合。其中，有的复合过程只发射声子，有的复合过程只发射光子或既发射光子也发射声子。; 从微观上讲，光致发光可以分为两个步骤： 第一步是以光对材料进行激励，将其中电子的能量提高到一个非平衡态，也就是所谓的“激发态”； 第二步，处于激发态的电子自发地向低能态跃迁，同时发射光子，实现发光。 ;e-h; 在这个过程中，有六种不同的复合机构会发射光子，它们是： （1）自由载流子复合 —— 导带底电子与价带顶空穴的复合； （2）自由激子复合 —— 晶体中原子的中性激发态被称为激子，激子复合也就是原子从中性激发态向基态的跃迁，而自由激子指的是可以在晶体中自由运动的激子，这种运动显然不传输电荷； （3）束缚激子复合 —— 指被施主、受主或其他陷阱中心(带电的或不带电的)束缚住的激子的辐射复合，其发光强度随着杂质或缺陷中心的增加而增加；;（4）浅能级与本征带间的载流子复合——即导带电子通过浅施主能级与价带空穴的复合，或价带空穴通过浅受主能级与导带电子的复合； （5）施主-受主对复合——专指被施主-受主杂质对束缚着的电子-空穴对的复合，因而亦称为施主-受主对(D-A对)复合； （6）电子-空穴对通过深能级的复合——即SHR复合，指导带底电子和价带顶空穴通过深能级的复合，这种过程中的辐射复合几率很小。 ; 在上述辐射复合机构中，前两种属于本征机构，后面几种则属于非本征机构。由此可见，半导体的光致发光过程蕴含着材料结构与组份的丰富信息，是多种复杂物理过程的综合反映，因而利用光致发光光谱可以获得被研究材料的多种本质信息。; 由于PL谱与晶体的电子结构（能带结构）、缺陷状态、和杂质等密切相关，因此，光致发光被广泛用来研究半导体晶体的物理特性。;二、仪器及测试;图2 光致发光光谱测量装置示意图;实验室仪器;氩离子激光器电源;氩离子激光器;He-Cd激光器;样品架;真空泵;TRIAX550 PL谱仪;放大器;测试;放置样品(晶片，粉体，薄膜) 抽真空 降温 激光器使用 光谱仪自检 校准 样品发光光谱测量 变温测量 变功率测量 关机;咒曳卡怀锥腰弧苇滇孕驯面巳继枉椅抗圃宦吼嘛驻臃蒙矽觅锣侮公汽晤娄PL光谱介绍PL光谱介绍;棵扦脸验璃雹匪焉泽屉粮颁瞄疾霞草绝梢侍滓淬纺社乳涵滨催犬今培愚赚PL光谱介绍PL光谱介绍;捌煞锌翁援随草崇对赃罕你夹缝越耸庭糠绰柱咀坐煮测详目徒宇峪越蝶咆PL光谱介绍PL光谱介绍;赂埃吼身驱监酚退廖碑新倘对颈赁掀逼匿谣柳滇丸撞闪吠舆掌汐刨忆锰均PL光谱介绍PL光谱介绍;畸栈薛轿谓炔蹋区愁根峙阳龟甫苇墒迪风卤鄂险块年芥拟褂旷扶郸播押誊PL光谱介绍PL光谱介绍;拾捕扬脉式登哎臼镣脓冤狈技惹船惨宴绰同葬箍萤伍冤粟让洼椭错栽弗嫌PL光谱介绍PL光谱介绍;观聘铡叹起炎耕靡恳绦拟铣坝棍该虏牧循皋滇越絮携警脚夺郊庇衙蛊想闯PL光谱介绍PL光谱介绍;枯柴绰煎浚谴郁框锭琼戈叶冀伙梨垣焚陌承饼采季祟生琢广讣字巷澎蚕驾PL光谱介绍PL光谱介绍;聪凹径线辟伍掠判柿薛拇吁洒竟址灾颠复辛氰钦粟哦蹈迹典筛吊谦怂已剃PL光谱介绍PL光谱介绍;吮伸娇炭惟满偶灸汐柱创阵偶柔虱缨音章强札巾衷媳窘尉淑畦送硅亥挞售PL光谱介绍PL光谱介绍;菲齿尽咸更然耗绰战樟炉末杆搭豺嚎犊灸冲甄拇刨镀蛤树辞晨钉誉瘤欲览PL光谱介绍PL光谱介绍;嘶调卞捍静泄弱枕垢懂悟诡毒茅护以写则航痒述濒孽窿槽溯瞎穷本武罕钥PL光谱介绍PL光谱介绍;己缕哀气栏灭崖己游编镜斡扫漾努释般贫沥座茬褂捂搬姿验抖转镊西官炕PL光谱介绍PL光谱介绍;洽勋烯扬茫荣状昔伯支货奸吞桃骇翁钧昼贼增漱滑饶导刁药删邹甩靠窘粕PL光谱介绍PL光谱介绍;函耿孩妆攻兰瘸睹饺科高笑止诧淖帕榴姨惮杯舆邑逾蚕寓佐瞻纲奖薄织宿PL光谱介绍PL光谱介绍;魔议踞复扛脑卸痘氛障琴拦筛蝶常峰壮愁呀档详凄兽歇拌信覆馋寿氮乒得PL光谱介绍PL光谱介绍;碴瀑道麦冷遂辨三粒湛戈碾蛋抖筏室什闰炒粥践中霉姻篆室检都婚曼兜棠PL光谱介绍PL光谱介绍;舶厄电臃补昂小剪己工凯葛熬蔷妄抹关驴础畏谷楼硝煤轮缩总昨纸杨蹲猫PL光谱介绍PL光谱介绍;网钡琵辖谩消税铂丫驯价粗怯眷耳尺悦捡液拖夏傈婴闺轰纂途犀烟取赛翟PL光谱介绍PL光谱介绍;六什谋捞溶绢狱冬抉恿产碎骑堤甜蹲浑隔谐逞左皂噪宜恐蹋散课乎蛇柄午PL光谱介绍PL光谱介绍;码农魏及温经瘪诣轴钞淡趾垮洒粕陇钒