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光致發(fā)光是半導(dǎo)體材料質(zhì)量鑒定的一個重要手段，適合于測量不同襯底上生長的外延薄層，實(shí)驗數(shù)據(jù)采集和樣品制備簡單，是非破壞性的，非常方便。光致發(fā)光光譜取決于實(shí)驗樣品中非平衡載流子的輻射復(fù)合過程，與材料的能帶結(jié)構(gòu)、缺陷狀況、摻雜水平等因素有關(guān)。所以，通過光致發(fā)光光譜可以了解樣品的能帶結(jié)構(gòu)、發(fā)光機(jī)制等物理過程的信息，并反映出材料的質(zhì)量狀況。由于光致發(fā)光光譜直接測量了樣品的發(fā)光強(qiáng)度，在相同的測量條件下，可以對不同的樣品的相對發(fā)光效率作出比對。而且作為研究半導(dǎo)體電子態(tài)的一種手段，光致發(fā)光的優(yōu)點(diǎn)在于其靈敏度，尤其是它在光吸收實(shí)驗靈敏度差的頻段內(nèi)有較高的靈敏度，二者可互為補(bǔ)充，并在半導(dǎo)體電子態(tài)研究中起重要作用。
光致發(fā)光實(shí)驗技術(shù)的基本原理是，當(dāng)激發(fā)光源發(fā)出的光照射在被測樣品表面時，由于激發(fā)光在材料中的吸收系數(shù)很大，通過本征吸收，在材料表面1微米以內(nèi)的區(qū)域里激發(fā)產(chǎn)生大量的電子-空穴對，使樣品處于非平衡態(tài)。這些非平衡態(tài)載流子一邊向體內(nèi)擴(kuò)散，一邊發(fā)生復(fù)合。通過擴(kuò)散，發(fā)光區(qū)將擴(kuò)展到深入體內(nèi)約一個少子擴(kuò)散長度的距離，電子-空穴對通過不同的復(fù)合機(jī)構(gòu)進(jìn)行復(fù)合。熒光在逸出表面之前會受到樣品本身的自吸收。熒光逸出表面以后經(jīng)會聚進(jìn)入單色儀分光，此后經(jīng)探測器接收轉(zhuǎn)變成電訊號并進(jìn)行放大和記錄，從而得到發(fā)光強(qiáng)度按光子能量分布的曲線，即光致發(fā)光光譜圖。
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