光致發光光譜

光致發光光譜（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並在價帶留下空穴；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的最低激發態（在本徵半導體中即導帶底和價帶頂），成為準平衡態；準平衡態下的電子和空穴再通過複合發光，形成不同波長光的強度或能量分布的光譜圖。光致發光過程包括螢光發光和磷光發光。

基本介紹

• 中文名：光致發光光譜
• 外文名：Photoluminescence Spectroscopy
• 發光過程：螢光發光，磷光發光
• 簡稱：PL譜
• 特點：設備簡單，無破壞性，解析度高等
• 套用：雜質濃度測定，組分測定等

光路圖

通常用於半導體檢測和表征的光致發光光譜指的是光致螢光發光，其光路圖如下：

光致發光特點

光致發光優點

設備簡單，無破壞性，對樣品尺寸無嚴格要求；

解析度高，可做薄層和微區分析；

光致發光缺點

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；

不能反映出非輻射複合的深能級缺陷中心；

光譜套用

在激發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頻寬度，進而確定材料組分x；

2、雜質識別；通過光譜中的特徵譜線位置，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/器件的發光效率；

5、半導體材料的少數載流子壽命；

6、位錯等缺陷的相關作用研究。