用紫外可见光谱法求禁带宽度

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1.0
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2.90
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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
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(Ahv)1/2*10000
10000
5000
2.91
0
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3.0
3.5
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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
A h
K
1/2
hv
Eg
A h
K
2
hv
Eg
K值的大小对Eg没有影响,以hv为横坐标,以

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。
( Ah )1/ 2
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
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5.0
X Axis Title
F
30000
25000
20000 15000
用紫外可见光谱法求禁带宽度
1
一 半导体禁带求导公式
h C(hv Eg )2 h C(hv Eg )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:
( A h ) 2
Kubelka-Munk公式
A = - lg (R)
(1)
F(r) = (1-R)2/2R = a / s
(2)
R为反射率, a吸收系数,s反射系数
求禁带宽度:利用第一个公式求每个吸光度对应的R,用E=1240/波长,做横坐标,利用第二个公式
求F(R),再用
做纵坐标,做图,再做切线,即得带隙图谱
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
Y Axis Title
Y Axis Title
F(R)*E1/2
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
Y Axis Title
Y Axis Title
E
3.0
2.5
2.0
(Ahv)1/2
2.91
0.00E+000
1.5
2.0
2.5
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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.
谢谢观赏
19
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
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X Axis Title
F
300
250
200
(Ahv)1/2*100
150
100
50
2.90
0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0
4.5
5.0
X Axis Title
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