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半导体内载荷子特征参数增至7个

作者:坛岭新闻网  点击量:1733 发布日期:2019-11-06 18:34:41

资料来源:《科学技术日报》

北京10月14日电《科学技术日报》(记者刘霞)——半导体是当今电子时代的基础,但半导体中的电荷仍有许多秘密有待披露,这限制了这一领域的进一步发展。最近,一个国际科学研究小组表示,他们在解决这些长达140年的物理难题方面取得了重大突破。他们开发了一项新技术,可以获得更多关于半导体中电荷的信息。有望促进半导体领域的进一步发展,使我们获得更好的光电设备等。

为了真正了解半导体的物理特性,首先必须了解其内部装载机的基本特性。1879年,美国物理学家埃德温·霍尔(Edwin Hall)发现磁场会偏转导体中载流子的运动,偏转量可以测量为垂直于电荷流的电压(霍尔电压)。因此,霍尔电压可以揭示半导体中载流子的基本信息:它是带负电的电子还是带正电的称为“空穴”的准粒子,载流子在电场“迁移率”(μ)中的移动速度,以及半导体中的密度(N)。从那时起,研究人员意识到霍尔效应可以用光来测量。

但是,上述方法只能提供大多数装载机的信息,不能同时提供两种类型装载机(多数和少数)的特征。对于许多涉及光的应用,例如太阳能电池,这样的信息是至关重要的。

据物理学家组织网络13日报道,在最新研究中,来自美国ibm和韩国的科学家发现了一种新的配方和新技术,使我们能够获得大多数和少数运营商的信息。

研究人员表示,从传统霍尔测量(Hall measurement)测得的已知多数载流子密度开始,他们可以知道光强下多数和少数载流子的迁移率和密度的变化。该团队将这项新技术命名为“载波分辨率图像大厅”(crph)测量。利用已知的光强,他们还可以确定有效载荷的寿命。自从霍尔效应被发现以来,这种关系已经隐藏了140年。

与传统霍尔测量仅获得3个参数相比,新技术在每个测试光强下最多可获得7个参数:包括电子和空穴迁移率;光下载流子密度、复合寿命、电子、空穴和双极型扩散长度。

研究人员指出,新发现和新技术将有助于加速下一代半导体技术的发展,使我们能够获得更好的太阳能电池、光电设备以及人工智能技术的新材料和设备。

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