UV-1100紫外可见分光光度计测材料的光学带隙

MacTechnology-because you change 用紫外可见分光光度计测材料的光学带隙 关键词：分光光度计；禁带宽度；光学带隙；美析仪器ywww.macylab.com；： UV-1100；UV-1800理论 $6.1.2 吸收边和光学带隙 1..吸收边 在本征吸收过程中，光子能量必须满足下列条件 1ω≥E， (6.5) E，为禁带宽度.这就是说，对应着本征吸收，在低频方面必然存在一个吸收边界 wo，这个边界称为本征吸收边，也叫长波限.显然，可以通过本征吸收边的测量和分析得到禁带宽度Eg 为了区别用电导率法测得的禁带宽度，用光吸收法测得的禁带宽度又叫光学带隙。 紫外可见分光光度法的定量分析基础是朗伯-比尔(Lambert-Beer)定律。即物质在一定浓度的吸光度与它的吸收收质的厚度成正比，表达式如下： 其中A-吸光度(光密度、消光值)，8-摩尔吸光系数(其物理意义为：当吸光物质浓度为lmol/L，吸收池厚度为1cm，以一定波长原光通过时，所引起的吸光值A)，b-吸收介质的厚度(厘米)，e-吸光物质的浓度(mol/L)。 另外，吸光度A与透射率T之间的关系为： 当光进入介质时，透射光的强度随薄膜厚度的变化呈指数形式(入射光强度的变化主要是由薄膜的吸收而造成的，其它效应可以忽略)，即： 其中I为透射光的强度，I，为入射光强度，α为吸收系数， d是薄膜的厚度，定义透射率T=丛，则有： 1 对于半导体，其光学带隙在吸收边和吸收系数之间的关系式是： 其中中一为一常数，E为入射光子的能量，E，为半导体的光学带隙 对(5)式两边同时取对数，得到： 作In(aE)ccln(E-E)关系曲线可得m的值。 <1>当m=时时，对应于直接带隙半导体允许的偶极跃迁； 2<2>当m=-时，对应于直接带隙半导体禁戒的偶极跃迁； 2 <3>当m=2时，对应于间接带隙半导体允许的跃迁； <4>当m=3时，对应于间接带隙半导体禁戒的跃迁。 由吸收光谱，作[αE]l/m~hu图，得到线性吸收边。将线性吸收边的线性关系延伸到与能量轴相交，即αE=0处，可以得到光学带隙E.。 对于m =2 的情况： (6.11) B是与材料性质有关的常数，一般在105--10°cm 之间.(6.11)式与许多材料符合得很好，如a-As，S3、a-As Ses， a-AsTesa-Ge， a-Si 等， (ahw)!/与Aw的关系曲线基本上是一条直线，把这个直线外推到ω轴上，其截距就是光学带数 Bopi，如图6.5所示，对于某一材料，关系曲线的形状和截距的大小随制备方法和工艺条件的不同而不同 图5.5 几种非晶态半导体材料(ahw)*与ho)的关系141 二. 测光学带隙的作图方法 以m=2为例， 仪与光学带隙的关系为 C(hy-E) (2)式中：C为常数；hy为光子能量；E，为光学带带。hy-(ahy)关系曲线以hy作横坐标，(ahy)作纵坐标作图，然后将曲线的线性部分延长至零，在横坐标上的截距即为a-C：H薄膜的光学带隙E.. Fig.5 Relationship between (ahy)1/2 and hy ofa-C： H films deposited under different work pressures 图5 不同工作气压下制备的α-C：H薄膜 hu-(ahv)1/2关系曲线 三. 用积分球测量粉末状 Ti02 的带隙 所获得的 TiO2 的光谱示于图6. 图6TiO2的紫外/可见吸收光谱 所记录的光谱数据显示在 410.57nm 有最强烈的截止，此处吸收值最小。百分反射率模式数据也同样可以看到。 计算 关键词：分光光度计；禁带宽度；光学带隙；美析仪器ywww. macylab.com； UV-1100；UV-1800 http：//www.macylab.comTel：