根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外可见光谱计算半导体能带E gDocument number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg光学吸收系数满足方程：α=(A/hν)(hν-Eg)1/2，其中A 是比例常数，hν是光子能量，Eg是ZnO的能隙。
Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线，然后把线性部分延长到α=0得出。
这些数据先用excel计算出来，再导入origin画出曲线图，然后做切线，切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的下一个画切线的插件targent，它会自动画，切点选一个最陡峭的点1.薄膜：需要的数据：薄膜厚度d，透过谱T%，并且还要知道半导体是直接还是间接型。
首先需要求吸收系数（absorption coefficiency, a）a=-ln(T%)/dAα=dhv的计算在origin里进行，大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到间接半导体：纵坐标为(ahv)^2，横坐标为hv直接半导体：纵坐标为(ahv)^(1/2)，横坐标为hv最后，做出曲线的切线（这方面我是自己拉一条直线），与横轴的交点就是Eg。
2.粉体：需要的数据：粉体的漫反射谱Rx。
同样也需要换算成吸收系数，使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kubelka-Munk Function)。
其他的就是按照薄膜同样的方法进行了。
当然，这些方法都是近似的，其中还会存在粉体颗粒对光的散射，薄膜岛状结构对光的散射而对最后结果产生的误差，所以，在研究化学和材料方面可以作为一定知道的数据。
方法1：利用紫外可见漫反射测量中的吸光度与波长数据作图，利用截线法做出吸收波长阈值λg(nm)，利用公式 Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度。
方法2：利用(Ahν)2 对 hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg光学吸收系数满足方程：α=(A/hν)(hν-Eg)1/2，其中 A 是比例常数，hν是光子能量，Eg 是ZnO的能隙。
Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线，然后把线性部分延长到α=0得出。
这些数据先用excel计算出来，再导入origin画出曲线图，然后做切线，切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的下一个画切线的插件targent，它会自动画，切点选一个最陡峭的点1.薄膜：需要的数据：薄膜厚度d，透过谱T%，并且还要知道半导体是直接还是间接型。
首先需要求吸收系数（absorption coefficiency, a）a=-ln(T%)/dAα=dhv的计算在origin里进行，大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到间接半导体：纵坐标为(ahv)^2，横坐标为hv直接半导体：纵坐标为(ahv)^(1/2)，横坐标为hv最后，做出曲线的切线（这方面我是自己拉一条直线），与横轴的交点就是Eg。
2.粉体：需要的数据：粉体的漫反射谱Rx。
同样也需要换算成吸收系数，使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kubelka-Munk Function)。
其他的就是按照薄膜同样的方法进行了。
当然，这些方法都是近似的，其中还会存在粉体颗粒对光的散射，薄膜岛状结构对光的散射而对最后结果产生的误差，所以，在研究化学和材料方面可以作为一定知道的数据。
方法1：利用紫外可见漫反射测量中的吸光度与波长数据作图，利用截线法做出吸收波长阈值λg(nm)，利用公式Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度。
方法2：利用(Ahν)2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
也可利用(Ahν)0.5对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
前者为间接半导体禁带宽度值，后者为直接半导体禁带宽度值。
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
用紫外可见光谱法求禁带宽度
A
15
Y Axis Title
Y Axis Title
F
0.030
0.025
0.020 0.015
(Ahv)1/2/100
0.010
0.005
2.90
0.000
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
F
300
250
200
(Ahv)1/2*100
150
100
50
2.90
5.0
X Axis Title
F
30000
25000
20000 15000
(Ahv)1/2*10000
10000
5000
2.91
0
1.5
2.0
2.5
3X Axis Title
16
Y Axis Title
F
3.00E+009
2.50E+009
2.00E+009 1.50E+009
3.0
2.5
2.0
(Ahv)1/2
1.5
1.0
0.5
2.90
0.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
G
0.020
0.018
0.016
0.014
0.012
((Ahv)/20000)1/2
0.010
0.008
0.006
0.004
0.002
2.91
0.000
采用紫外可见光谱法求取禁带宽度总结
(Ahv)1/2
400
(Ahv/0.00002)1/2
1.5
300
X Axis Title
0.012 0.010 0.008 0.006 0.004 0.002 0.000 1.5
((Ahv)/20000)1/2
同一组数一组数据的处理
3.5 4.0 4.5 5.0
Y Axis Title
2.91
2.0 2.5 3.0
X Axis Title
0.00000 1.5 2.0 2.5
2.90
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
X Axis Title
X Axis Title
F
300
30000
F
250
25000
200
20000
Y Axis Title
(Ahv) *100
150
1/2
Y Axis Title
15000
(Ahv) *10000
1/2
(Ahv)1/2
400
(Ahv/0.00002)1/2
1.5
300
1.0
200
0.5
100
2.90
0.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
2.90
0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
X Axis Title
G
0.020 0.018 0.016 0.014
Ah K
1/ 2
hv E g
2
Ah hv E g K
K值的大小对Eg没有影响，以hv为横坐标， 1/ 2 2 ( Ah ) ( Ah ) 以 或 为纵坐标，作图，再做切 线，即可得到Eg。hv用1024/波长代替。前 者为直接半导体禁带宽度值，后者为间接半 导体禁带宽度值。A (Absorbance) 即为紫外 可见漫反射中的吸光度。
用紫外可见光谱法求禁带宽度
(Ahv)1/2*1000000000
1.00E+009
5.00E+008
2.91
0.00E+000
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
A
17
由上图可见，密度，厚度等因素影响K的大 小，但并不影响所求的Eg.
A
18
A
6
二 求半导体禁带实例
将紫外可见分光漫反射数据导入到excell， 然后进行数据处理，下面用第一个公式进 行数据处理：
A
7
A
8
A
9
A
10
下面用Kubelka-Munk公式处理：
A
11
A
12
A
13
三 关于K值大小对结果的影响
A
14
Y Axis Title
Y Axis Title
E
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
A
Y Axis Title
Y Axis Title
F
0.00030
0.00025
0.00020 0.00015
(Ahv)1/2/10000
0.00010
0.00005
2.90
0.00000
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
由UV-vis 光谱求样品的Eg
A
1
一 半导体禁带求导公式
h C(hv Eg )2 h C(hv Eg )1/2
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
用紫外可见光谱法求禁带宽度
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
Y Axis Title
G
700
600
500
(Ahv/0.00002)1/2
400
300
200
100
2.90
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
同一组数据在不同的处理 方法下得到的Eg.以下也 是这一组数据的处理
(Ahv)1/2*1000000000
1.00E+009
5.00E+008
2.91
0.00E+000
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
A
17
由上图可见，密度，厚度等因素影响K的大 小，但并不影响所求的Eg.
A
18
A
6
二 求半导体禁带实例
将紫外可见分光漫反射数据导入到excell， 然后进行数据处理，下面用第一个公式进 行数据处理：
A
7
A
8
A
9
A
10
下面用Kubelka-Munk公式处理：
A
11
A
12
A
13
三 关于K值大小对结果的影响
A
14
Y Axis Title
Y Axis Title
E
由UV-vis 光谱求样品的Eg
A
1
一 半导体禁带求导公式
h C(hv Eg )2 h C(hv Eg )1/2
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
吸收光谱计算带隙
吸收光谱计算带隙
吸收光谱是用于计算半导体材料带隙的一种常用方法。
其基本原理是通过光谱吸收峰位置和强度的变化来确定半导体材料的带隙大小。
计算步骤如下：
1. 通过紫外-可见光谱仪测量样品的光吸收谱。
这种谱在可见光和紫外光区域内，大部分是由电子跃迁引起的。
2. 找到吸收谱中最强的峰，也就是所谓的“吸收边缘”，其波长为λ1。
3. 根据半导体材料能带结构的理论，带隙Eg等于光子能量hν（h是普朗克常数，ν是光子频率）与光子波长λ之间的关系，即：
Eg = hc/λ- α（hν- E0）
其中，c是光速，α是一个常数，E0是半导体的本征能量。
4. 将吸收边缘的波长λ1带入上述公式计算出带隙值Eg。
需要注意的是，实际计算中还需考虑到半导体材料的表面态、激子效应和温度等因素的影响，从而得到更加准确的带隙值。
采用紫外可见光谱法求取禁带宽度分析
(Ahv)1/2
400
(Ahv/0.00002)1/2
1.5
300
一 半导体禁带求导公式
h C (hv Eg ) h C (hv Eg )
2
1/ 2
通常(ahv) ½是有单位的，(eV)1/2.cm-1/2 或(eV)1/2.cm-1/2。 由上述公式可知，（ahv）1/2 和(ahv) 2 只与hv成线性关系，能用于估算Eg。 由朗伯-比尔定律知，A=abc，a是吸光系 数，b是比色皿或者薄膜样品厚度，c是浓 度。b，c是固定值，a=A/bc=A/K。禁带公 式可写成如下形式：
0.00000 1Hale Waihona Puke 5 2.0 2.52.90
3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
X Axis Title
X Axis Title
F
300
30000
F
250
25000
200
20000
Y Axis Title
(Ahv) *100
150
1/2
Y Axis Title
15000
(Ahv) *10000
1/2
1/ 2
二 求半导体禁带实例
将紫外可见分光漫反射数据导入到excell， 然后进行数据处理，下面用第一个公式进 行数据处理：
下面用Kubelka-Munk公式处理：
三 关于K值大小对结果的影响
E
3.0
700
G
2.5
600
500
2.0
Y Axis Title
Y Axis Title
1/ 2
二 求半导体禁带实例
将紫外可见分光漫反射数据导入到excell， 然后进行数据处理，下面用第一个公式进 行数据处理：
用紫外可见光谱法求禁带宽度
.
二 求半导体禁带实例
将紫外可见分光漫反射数据导入到excell， 然后进行数据处理，下面用第一个公式进 行数据处理：
.
.
.
.
下面用Kubelka-Munk公式处理：
.
.
.
三 关于K值大小对结果的影响
.
Y Axis Title
Y Axis Title
E
3.0
2.5
2.0
(Ahv)1/2
F
30000
25000
20000 15000
(Ahv)1/2*10000
10000
5000
2.91
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
Y Axis Title
F
3.00E+009
2.50E+009
2.00E+009 1.50E+009
(Ahv)1/2*1000000000
1.00E+009
5.00E+008
2.91
0.00E+000
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
.
由上图可见，密度，厚度等因素影响K的大 小，但并不影响所求的Eg.
.
由朗伯-比尔定律知，A=abc，a是吸光系 数，b是比色皿或者薄膜样品厚度，c是浓 度。b，c是固定值，a=A/bc=A/K。禁带公 式可写成如下形式：
.
A h
K
1/2
hv
半导体材料能带测试及计算
. ..z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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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。
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。
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-Vis DRS），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。
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Tauc plot法。
采用紫外可见光谱法求取禁带宽度
A h
K
2
hv
Eg
K值的大小对Eg没有影响,以hv为横坐标,以 或 (Ah )1/为2 纵(坐A h标 ),2作图,再做切线,即可得到 Eg.hv用1024/波长代替.前者为直接半导体禁 带宽度值,后者为间接半导体禁带宽度值.A <Absorbance> 即为紫外可见漫反射中的吸光 度.
Kubelka-Munk公式
10000
5000
2.91
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
F
3.00E+009
2.50E+009
Y Axis Title
2.00E+009 1.50E+009
(Ahv)1/2*1000000000
1.00E+009
5.00E+008
2.91
0.00E+000
(Ahv)1/2*10000
10000
5000
2.91
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
F
3.00E+009
2.50E+009
Y Axis Title
2.00E+009 1.50E+009
(Ahv)1/2*1000000000
1.00E+009
5.00E+008
G
700
600
500
(Ahv/0.00002)1/2
400
300
半导体材料能带测试及计算
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(E g)。
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)的电子激发到导带(CB)，产生电子与空穴对。
图1. 半导体的带隙结构示意图。
在研究中，结构决定性能，对半导体的能带结构测试十分关键。
通过对半导体的结构进行表征，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E g；2.VB XPS测得价带位置(E v)；3.SRPES测得E f、E v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.图2. 半导体的带隙结构常见测试方式。
1.紫外可见漫反射测试及计算带隙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-Vis DRS），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Tauc plot法。
截线法的基本原理是认为半导体的带边波长（λg）决定于禁带宽度E g。
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根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg
光学吸收系数满足方程：α=(A/hν)(hν-Eg)1/2，其中 A 是比例常数，hν是光子能量，Eg 是ZnO的能隙。
Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线，然后把线性部分延长到α=0得出。
这些数据先用excel计算出来，再导入origin画出曲线图，然后做切线，切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度
在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的
下一个画切线的插件targent，它会自动画，切点选一个最陡峭的点
1.薄膜：需要的数据：薄膜厚度d，透过谱T%，并且还要知道半导体是直接还是间接型。
首先需要求吸收系数（absorption coefficiency, a）
a=-ln(T%)/d
A
α=
d
hv的计算在origin里进行，大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到
间接半导体：纵坐标为(ahv)^2，横坐标为hv
直接半导体：纵坐标为(ahv)^(1/2)，横坐标为hv
最后，做出曲线的切线（这方面我是自己拉一条直线），与横轴的交点就是Eg。
2.粉体：需要的数据：粉体的漫反射谱Rx。
同样也需要换算成吸收系数，使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kubelka-Munk Function)。
其他的就是按照薄膜同样的方法进行了。
当然，这些方法都是近似的，其中还会存在粉体颗粒对光的散射，薄膜岛状结构对光的散射而对最后结果产生的误差，所以，在研究化学和材料方面可以作为一定知道的数据。
方法1：利用紫外可见漫反射测量中的吸光度与波长数据作图，利用截线法做出吸收波长阈值λg(nm)，
利用公式Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度。
方法2：利用(Ahν)2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
也可利用(Ahν)0.5
对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
前者为间接半导体禁带宽度值，后者为直
接半导体禁带宽度值。
A (Absorbance) 即为紫外可见漫反射中的吸光度。
方法3：利用(αhν)2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
也可利用(αhν)0.5
对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
前者为间接半导体禁带宽度值，后者为
直接半导体禁带宽度值。
α(Absorption Coefficient ) 即为紫外可见漫反射中的吸收系数。
α与A成正比。
方法4：利用[F(R∞)hν]2 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
也可利用
[F(R∞)hν]0.5 对hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。
前者为间接半导体禁带宽度
值，后者为直接半导体禁带宽度值。
1.先测样品的厚度d
2.根据公式α=2.303*Abs/d，计算就可以得到吸收系数α
公式里的d，对于液体来说，一般指的是比色皿的厚度；对于固体来说，不论是薄膜还是板，应该分别指膜厚和板厚；若是粉末的话，通常指将粉末压片后的厚度。
而α=2.303*Abs/d这个公式，一般情况都是适用的。