一种测量半导体晶体光吸收的新方法

东北大学的研究人员揭示了有关全向光致发光(ODPL)光谱的更多细节，这种光谱是一种用光探测半导体晶体以检测缺陷和杂质的方法。

东北大学材料科学家KazunobuKojima说：“我们的发现证实了ODPL测量的准确性，并显示了通过ODPL方法测量晶体的光吸收的可能性，这使该过程更加容易。”

在使用氮化物半导体(特别是氮化铝镓(AlGaN))的高效电子和光学器件(例如紫外线，蓝色和白色发光二极管(LED)以及高频晶体管)的开发中已取得了长足进步，氮化铟镓(InGaN)和氮化镓(GaN)。

GaN具有大的带隙能量，高击穿场和高饱和电子速度，因此是适合功率器件的材料。

制造商非常需要能够检测晶体缺陷并测试其效率。在这种高质量的晶体中，非辐射复合中心(NRC)的浓度可以很好地预测晶体的质量。

ni没光谱，深层瞬态光谱和光致发光(PL)光谱是检测点缺陷的估算技术，这些缺陷是NRC的来源。PL光谱法很有吸引力，因为它不需要电极和触点。

ODPL由小岛及其研究团队于2016年首次提出，是PL光谱的一种新颖形式，它通过使用积分球来量化样品半导体晶体中辐射的量子效率来测量PL强度。它是非接触式，非破坏性的，适用于用于室内照明的LED和电动汽车晶体管的大型GaN晶片。但是，迄今为止，ODPL中形成的两峰结构的起源仍然难以捉摸。

Kojima和他的团队将ODPL和标准PL(SPL)光谱学实验结合在GaN晶体上，在12K和300K之间的不同温度(T)下进行。GaN的NBE发射的ODPL光谱与SPL光谱的强度比(r)在低于基本吸收边能量(Eabs)的条件下，光子能量(E)呈线性下降的斜率.r中获得的斜率对应于所谓的Urbach-Martienssen(UM)吸收尾巴，这在许多半导体晶体中都观察到。

因此，由于UM尾部，存在GaN晶体的NBE发射周围的ODPL光谱中的两峰结构的起源。

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