紫外可見分光光度計(jì)和積分球附件在半導(dǎo)體材料性能 研究中的應(yīng)用

關(guān)鍵詞 
紫外光度計(jì)，積分球，二氧化碳，禁帶寬度，半導(dǎo)體改性

背景 
二氧化鈦（TiO2）因?yàn)槠涞墓獯呋Ч?、化學(xué)穩(wěn)
定性、無毒無害、價(jià)格低廉等優(yōu)勢(shì)成為材料科學(xué)領(lǐng)域 的研究熱點(diǎn)。目前TiO2可應(yīng)用于太陽能存儲(chǔ)與利用、
污水處理、空氣凈化等領(lǐng)域，被認(rèn)為是具有發(fā)展前 景的半導(dǎo)體材料。但是由于TiO2比較寬的禁帶寬度 [Eg=(3.0-3.2)eV]，只有少量太陽光中的紫外光（3%-5%）能夠使二氧化鈦激發(fā)，這限制了半導(dǎo)體材料TiO2
的實(shí)際應(yīng)用。為了能夠增加其對(duì)可見光的相應(yīng)，人們 不斷通過金屬與非金屬摻雜對(duì)TiO2進(jìn)行了改性研究，
降低其帶隙能級(jí)，實(shí)現(xiàn)了可見光激發(fā)。 
賽默飛Evolution220紫外可見分光光度計(jì)搭配ISA-220 積分球附件和Insight操作軟件，根據(jù)掃描改性后的二 氧化鈦粉末樣品得到的反射光譜，通過在Insight軟件
中進(jìn)行導(dǎo)數(shù)處理和峰識(shí)別，可快速計(jì)算材料的禁帶寬 度，便于科學(xué)研究的進(jìn)行。

方法 
采用積分球附件收集改性后的二氧化鈦粉末材料的反 射光譜，利用Insight軟件自帶的導(dǎo)數(shù)分析和峰識(shí)別功 能，求出zui大波長λmax，帶入下列公式即可計(jì)算出 禁帶寬度值Eg。
Eg=hc/λmax
其中h=4.13567 x10-15 eV•s , c=3x1017 nm/s

利用Insight數(shù)據(jù)處理功能對(duì)譜圖求導(dǎo)，得到導(dǎo)數(shù)譜
圖。

使用Insight軟件自帶的峰選取功能求出zui大吸收波
長。

將識(shí)別出的zui大吸收波長502.9nm代入公式Eg=hc/λmax中 進(jìn)行計(jì)算，其中h=4.13567 x10-15 eV•s , c=3x1017 nm/s, 得 出Eg=2.47 eV。Eg變小，吸收邊緣向長波方向移動(dòng)，光學(xué)帶
寬發(fā)生紅移。
 

結(jié)論：
使用Thermo Scienti?c Evolution220紫外可見分光光度計(jì)搭配 ISA-220積分球附件和Insight操作軟件，可用于半導(dǎo)體材料性 能研究，快速測(cè)試樣品的禁帶寬度。