光致發(fā)光光譜(Photoluminescence Spectroscopy,簡稱PL譜),指物質在光的激勵下,電子從價帶躍遷至導帶并在價帶留下空穴;電子和空穴在各自的導帶和價帶中通過弛豫達到各自未被占據(jù)的最低激發(fā)態(tài)(在本征半導體中即導帶底和價帶頂),成為準平衡態(tài);準平衡態(tài)下的電子和空穴再通過復合發(fā)光,形成不同波長光的強度或能量分布的光譜圖。光致發(fā)光過程包括熒光發(fā)光和磷光發(fā)光。

中文名

光致發(fā)光光譜

外文名

Photoluminescence Spectroscopy

別名

PL譜

拼音

guangzhifaguangguangpu

發(fā)光過程

熒光發(fā)光,磷光發(fā)光

特點

設備簡單,無破壞性,分辨率高等

應用

雜質濃度測定,組分測定等

光路圖

通常用于半導體檢測和表征的光致發(fā)光光譜指的是光致熒光發(fā)光,其光路圖如下:

光致發(fā)光光譜

光致發(fā)光特點

光致發(fā)光優(yōu)點

設備簡單,無破壞性,對樣品尺寸無嚴格要求;

分辨率高,可做薄層和微區(qū)分析;

光致發(fā)光缺點

通常只能做定性分析,而不作定量分析;

如果做低溫測試,需要液氦降溫,條件比較苛刻;

不能反映出非輻射復合的深能級缺陷中心;

光譜應用

在激發(fā)光能量不是非常大的情況下,PL測試是一種無損的測試方法,可以快速、便捷地表征半導體材料的缺陷、雜質以及材料的發(fā)光性能。

1、組分測定;對三元系或四元系合金,如InxGa1-xN等,通過PL峰位確定半導體材料的禁帶寬度,進而確定材料組分x;

2、雜質識別;通過光譜中的特征譜線位置,可以識別材料中的雜質元素;

3、雜質濃度測定;

4、變溫Pl可以測試材料/器件的發(fā)光效率;

5、半導體材料的少數(shù)載流子壽命;

6、位錯等缺陷的相關作用研究。