Дорогие знайки,
у меня вопросы к физикам–спектроэкспертам:
1. Есть спектры (see inside) пропускания–поглощения тонкой полупроводниковой плёнки. Затрудняюсь вычислить ширину запрещённой зоны и концентрацию неравновесных (горячих) носителей.
2. Хочу найти маленькую плоскую кювету из кварцевого стекла, для просвечивания раствора с QDs из оного полупроводника. Где купить такую?

Очень поможете. Заранее благодарен.

GD Star Rating
loading...

49 Responses to У меня вопросы к физикам–спектроэкспертам

  1. KiPhD:

    вот характерные спектры. Сам знаю, — не конфетка. Но, что имею, то меня и имеет.

    размер 500x466, 92.31 kb

  2. KiPhD:

    Вот растяпа! множитель длины волны 10–9 забыл в расчёте! Прошу не пинать ногами, мерил спектры целый день.

  3. NiDoctor:

    смею предположить, что по оси х отложены эВ, а не нэВ.

    Единственные более–менее информативные графики — синий и красный, остальные можно смело выкидывать: все, что по ним можно сказать, это что образец хорошо поглощает на всех длинах волн.

    Про ширину ЗЗ синего можно сказать только, что она меньше или порядка 2 эВ. Про концентрацию свободных носителей вообще ничего не скажешь, нужно делать Холла. И да, что за пленка? Светодиодная или просто оптическая? Длина волны похожа на нитриды с высоким содержанием индия. В общем, поподробнее, пожалуйста.

  4. KiPhD:

    Да, конечно, вы верно предположили — eV (я порядок, при переводе просмотрел: hc = 1240 eV*nm, а не eV*m). Опять — верно–верно, плёнки у меня светодиодные, чёрные, основное вещество PbS — прямо — и узкозонный полупроводник. О примесях/чистоте — пока не знаю (EDX пока не делал — выходные). Как раз и хочу оценить, от чего так далеко от Eg 0,41 eV разъехалась. Хм, а я слышал, что и оценку количества основных/горячих носителей можно по спектрам поглощения тоже оценить. Может не всё так сложно?

  5. KiPhD:

    Я сегодня ещё образцов померяю, тех что более прозрачные и к вечеру дополню/обтрясу графики, для облегчённого чения. Но вопрос мой — принципиален, от чёткости чтения цифири по картинке не зависит.

  6. NiDoctor:

    если узкозонный и прямозонный материал освещать энергией кванта выше 1 эВ, то все кванты и должны поглощаться, возбуждая валентные электроны. Поскольку при малых энергиях кванта наблюдается пропускание, то можно предположить, что просто не хватает плотности состояний, так как накачка очень большая. С этим согласуется и сходство кривой с корнем, именно так плотность состояний и растёт. Чтобы чего–то интересное получить, нужно уменьшить накачку.

  7. NiDoctor:

    и да, почему на графиках начиная с 1,2 эВ, если интересует район 0,41??

  8. KiPhD:

    В том то и дело, что 0,41 eV ширина запрещённой зоны у кристллов галенита. Меня же интересуют тонкие (до единиц нанометров) плёнки (или кристаллы) PbS. У этих ребят раздвигается запрещённая зона — квантовый эффект. А ещё и полупрозрачность характерная наблюдается. Так вот, откратый до сих пор вопрос даст мне оценить — что за зверя я родил. Наши REM не в состоянии разглядеть такие тонкие структуры. Поэтому и ломаю голову о bandgap и hot carriers dencity. Так как же, всё–таки, вчислить их по краю зоны поглощения?

  9. NiDoctor:

    я не понимаю, почему эффект Холла не померять? Ты в Германии? Так там это вообще раз плюнуть.

  10. KiPhD:

    дело в образцах: сустрат — стекло, плёнка — не структурирована. Вот / сегодняшние:

    размер 500x375, 44.67 kb

  11. KiPhD:

    раскладка перепрыгнула — буквы потерялись.

  12. Reina:

    ты пробовал оценить шзз и посмотреть, насколько она должна «раздвигаться» из–за квантовых эффектов? ещё есть такая штука, как эффект Бурштейна–Мосса, из–за которого одно время считалось, что шзз InN почти 2 эВ, а не 0,7 эВ, как установлено сейчас.

  13. Reina:

    ещё температуру интересно знать.
    а чем отличаются графики разных цветов? я ни разу не экспериментатор, сорьки, если что

  14. Reina:

    м, состав?

  15. KiPhD:

    их отличие в разном времини экспонирования при росте плёнок: явно — толщина, цвет и прозрачность, предположительно — крист.(?) структура, кол. примеси(?), может–ещё–чего–нарою.

  16. KiPhD:

    коллега, с этим–то вопросом, я и обратился к вам, знайкам: пока могу только догадываться, но хочу узнать как её посчитать в моём случае. В литературе упоминаются величины от 0,67 до 2,11eV.

  17. NiDoctor:

    Про ширину запрещённой зоны: тут такая штука, что поглощать могут дефекты. Сидят они такие, мерзавцы, глубокие дефекты, и поглощают. И не найдёшь ширину тогда. В общем, тут нужно и электронную, и рентгеновскую фотографию, и электролюм, и фотолюм, и спектр поглощения, и фототок, и Холла. Может тогда и получится, и то не обязательно.

  18. NiDoctor:

    рентгеновскую, в смысле кривую качаний.

  19. Reina:

    это величины для объёмного или для тонких плёнок?
    если для объёмного материала известны эффективные массы носителей заряда, то квантовые эффекты можно попробовать оценить можно с помощью уравнения Шредингера, зная ширину плёнки и считая стенки ямы бесконечными.
    возможно, Кобылкин меня поправит, но в невырожденных объёмных прямозонных материалах ШЗЗ обычно примерно середина края поглощения. В идеальном случае поглощение начинается от Eg. Чтобы точно знать, нужно численно смоделировать, используя среди подгоночных параметров ШЗЗ, и посмотреть, что подойдёт лучше. вот тут, например, есть формулки, но для объёмных прямозонных материалов.
    в тонких плёнках, скорее всего, нужно учитывать не только квантоворазмерные ограничения, но поверхностные состояния.

    мне кажется, что синий и красный образцы сильно легированы или самые тонкие. для остальных нет края собственного поглощения, без него ничего не определить.

  20. KiPhD:

    Я назвал цифры для тонких и очень тонких плёнок. Это и мой случай. Синий и красный, просто, очень тонкие.

  21. KiPhD:

    REM такой найти — легче затрелиться. Обычные (что в досягаемости, не в Oberkochen же кусок стекла посмотреть ездить!) увидит… Да ничего он у меня не увидит! Рентгеновская фотография? Вы не дифракционную картинку имели в виду? У меня не у всех плёнок кристаллическая структура: они очень тонкие. Что же там увидеть можно? Электролюм, фотолюм, фототок и эффект Холла запланированны (времени, правда уйдёт куча). Спектр поглощения я оцениваю по его собрату пропускания. Вот и расчитывал, что, хоть с натяжкой, но быстро, смогу понять в какую область энергий попал.

  22. NiDoctor:

    да, дифракцию рентгеновских лучей. А что, разве там нужны очень толстые слои? (сам никогда не делал, не в курсе) Вроде пары периодов уже достаточно, нет? И что значит некристаллическая структура? Аморфная, что ли?

    Просто я как считаю, сам я кое–что в нитридной тематике понимаю, а там даже полной информации не всегда достаточно, чтобы понять, какова ширина запрещённой зоны, тем более, если структура светодиодная.

  23. Roglik:

    Мои пять копеек:

    Если плёнки аморфные, то резкой границы зоны не будет, а будет этакий хвост состояний вглубь.
    Что–то похожее на Eg я бы для начала вытянул из энергии на которой спектр загибается — это единственная особенность спектров. Это тот загиб который на 1,7 эВ у красненькой кривой. Потом я бы построил зависимость его энергии от толщины плёнки и прикинул бы похоже ли это на квантоворазмерный сдвиг.

    Как и можно ли вытягивать концентрацию неравновесных носителей из спектров я не знаю. Но для начала померял бы зависимость спектров от интенсивности света. Понятное дело, что концентрация должна от них как–то зависеть.

  24. Reina:

    Потом я бы построил зависимость его энергии от толщины плёнки и прикинул бы похоже ли это на квантоворазмерный сдвиг.
    кстати да. если зависимость параболическая, то это скорее всего квантоворазмерные дела.

    мне кажется, что спектры от интенсивности начнут зависеть только тогда, когда зоны «забьются» возбуждёнными носителями заряда и просто перестанут поглощать. А до этого, во сколько увеличится интенсивность излучения, во столько раз она увеличится и за плёнкой.

  25. Roglik:

    В глубоком хвосте плотность состояний маленькая, она–то и начнёт сразу же забиваться носителями. И при увеличении накачки край поглощения должен будет поползти вверх по энергии.

  26. NiDoctor:

    Есть новые графики?

  27. KiPhD:

    в моих (действительно) тонких слоях — серьёзные деффекты кристаллической структуры. То что тоньше 40нм просвечивать смысла иметь не будет. Не знаю, может TEM может быть единственным инструментом. Но сейчас вопрос был не о положениях атомов в пространстве, а о быстрой оценке энергетической структуры их конгломерата — плёнки. Согласитесь, это — немного другое.

  28. KiPhD:

    Reina, благодарю, как раз сейчас и провожу эти эксперименты — накапливаю базу знания по рецептам–свойствам.

  29. NiDoctor:

    так надо же понять, что там светит/поглощает на самом деле. Без хотя бы примерного знания структуры этого узнать никак нельзя.

  30. KiPhD:

    Полностью согласен. Сам так думаю. У нас в ПолиТехе недавно выступал с докладом проф. А. Ремпель из Уральского Федерального Университета. Он рассказывал о т.н. «пакетных дефектах» крист. структуры. Какие дефекты в нанокристаллах — сильно зависит от их размера и рецепта получения плёнок (умоляю, не К.О. я, нет!). Для меня первые два параметра для оценки — EDX (хим состав, хоть и грубый, но быстрый) и оптическое поглощение–пропускание. Сюда же отношу электро–, фото–люминсценцию, но, не просто это будет, ох не просто! Остальные — для более детального исследования, там будут нужны структурированные образцы или же пакеты слоёв (например для измерения фототока).

  31. KiPhD:

    Пока нет. Времени в сутках не хватает: сегодня трахались с фотолюминисценцией. Пока, не пошло.

  32. NiDoctor:

    тут ещё учитывать надо, что фотолюм в неоднородной структуре будет сильно различаться от точки к точке.

  33. NiDoctor:

    более того, из–за роста в очень неравновесной системе рост некоторых материалов плохо воспроизводим. У нас тут часто получаются нитридные структуры, которые страдают «глубоким жёлтым говном», то есть дефектами в глубине ЗЗ, излучающими в жёлтом диапазоне.

  34. KiPhD:

    Ну, у нас, пока, интеграционный подход: пятна по ~5мм в диаметре. А вот плёнки, у меня до сих пор — самостийноструктурированные (шучу — неоднородные: как Бог на душу положит). А за реплику — спасибо: пригодится мне ещё. 🙂

  35. KiPhD:

    А у Ничии технологию «подсмотреть» не удаётся? Или у вас собственный подход к «черпанию ложкой»?

  36. Reina:

    я читала о таких нитридных СИДах, синий + жёлтые дефекты. вряд ли они хороши, но сама идея прикольная.

  37. NiDoctor:

    да лаборатория–то исследовательская. Пробуют, тыкаются технологи, иногда попадают, иногда нет.

    Что–то я не могу вспомнить, что за Ничия? Имя очень знакомое, японец, что ли?

  38. KiPhD:

    именно они, а в частности я имел в виду работу проф. Суджи Накамура.

  39. KiPhD:

    судя по этой реплике, надо думать как избавляться от примесей (вплоть до других структур и соединений) и улучшать структуру плёнок. Думаю, вы и сами об этом знаете — в этом нет нового.
    А вы на заводе или в лаборатории счатья пытаете?

  40. KiPhD:

    знакомая ситуация :–D

  41. NiDoctor:

    я в Иоффе диплом писал, а этим летом ушёл, т. к. научрук в Дрезден уехал.

  42. Reina:

    а где ты ты теперь? Будешь менять тему работы?

  43. NiDoctor:

    завтра мне должны рассказать задачу. Это будет, видимо, связано с нитевидными GaN или GaAs. Лаборатория Дубровского.

  44. KiPhD:

    это того, что в Питере?
    Вас тогда, похоже, коснётся похожая на мою проблема: определить ШЗЗ, концентрации носителей или изменение сходства электрону мелкоструктурированных соединений и конгломератов.

  45. KiPhD:

    После REM и профилометрии даже не знаю, верно ли по краю поглощения оценивать ШЗЗ нанокрупинок в весьма пористой (и похоже иерархично) «недоплёнке».

  46. NiDoctor:

    вот–вот. Если задача этого требует, то её явно в данном случае нужно чётче сформулировать.

  47. NiDoctor:

    да, Питер.

  48. KiPhD:

    Ну вы же тоже знакомы с многоликостью интерпритации? Смотришь в один прибор — видится одно. В другой — другое. И чувство подлое непокидает, что истина — где–то рядом!

  49. NiDoctor:

    да, но полупроводники не зря считали «грязным» материалом, всё сильно зашумлено дефектами, примесями и структурным несовершенством, часто непонятно, что в данный момент в прибор видно.

Добавить комментарий