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现代光学工程实验报告

姓 名 薛某某

学 号 ***034

年级专业 电子信息

表面光电压谱及其检测技术

实验概述

实验目的

基于锁相技术的表面光伏相位谱技术是研究光生电荷行为非常有效的工具。利用表面光伏相位技术，结合其它研究方法，可以给出光生电荷转移方向，判断光电材料的光电过程和光生电荷的动力学过程等。

我们将搭建如图1所示的基于表面光电压谱技术的半导体材料检测系统。如图1是基于锁相技术的表面光电压仪器结构示意图，实验仪器由光源系统，信息采集系统和信息记录系统组成。其中信号采集系统也是测试系统的核心部分，它基于高性能的锁相放大技术来实现对微弱信号的采集和处理。

实验内容

测定材料的导电类型

对于n型材料，当用能量E≥Eg(Eg为材料的本征带隙)的光照射材料时，将有大量电子扩散到表面并被表面态捕获，从而产生表面光伏。当对材料同时施加正电场(光入射的方向为电场正方向)，光生电子在外电场作用下向表面聚集，使表面光伏响应明显增强。对于p型材料，当用能量E≥ Eg的光照射材料时，将有很多空穴扩散到表面 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 子复合速率减小这样一个过程。

2.2 实验步骤

(1)打开Xe灯电源。

(2)依次打开单色仪、锁相放大器和计算机。

(3)调节外光路，让调制后的光源能垂直入射到样品池某某，并调节光源的高度，使聚焦后的光源焦点能达到样品的表面。

(4)把粉末或薄膜样品放入样品池某某，确保样品放好后，检测整个电路，保证电路中没有较大的阻抗。

(5)根据样品的最佳光吸收位置，调节锁相放大器，让样品信号处于最稳定、最强的相位位置。

(6)开启软件，让可调单色光连续照射样品，获得样品在整个可见光波段内的光电压信号。

(7)把数据输出，结合样品的其他参数，分析样品的光电性质。

总结

表面光电压谱及其检测技术在分析半导体材料表面的光生电荷跃迁和转移过程等方面具有独特的优越性，基于表面光电压谱技术的原理，并借助于场诱导表面光电压谱可以用来测定半导体材料的光伏响应情况、导电类型、半导体能带隙,表面电荷分布等。该技术是分析半导体体相及纳米尺寸材料的光电特性、实现半导体谱带解释的重要手段。

表面光电压谱技术是本人所在课题组在光电性质研究方向上正在尝试搭建的一套检测技术，该技术在检测半导体材料光伏响应情况、导电类型以及半导体能带隙等方面表现出了优越的性质，所以它将是研究新型半导体材料光电性质的有力工具。

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