这个简单的EXCEL实现了对理想异质结能带的绘制(安德森定则),考虑了重掺杂情况下玻尔兹曼分布(有效掺杂浓度<5%*等效态密度或Ef在禁带中距离Ec和Ev>3kT时足够精确)失效的情形(换用费米-狄拉克分布)。
注意,只适用于理想的异质结界面的描述,实际情况往往是界面上存在大量的缺陷态/有较强的dipole,从而导致安德森定则失效。
并且,对于非晶/多晶材料,其载流子浓度/导电机制不是由人为引入的掺杂剂浓度决定的,而是由各种类型的缺陷(空位、间隙原子等)产生的,此时材料的费米能级就应该是由这些缺陷的浓度和分布来决定了!不少宽禁带半导体材料如CdS、ZnS、ZnSe、CdTe等存在严重的自掺杂效应,导致人为掺杂失效,就更不能简单的用掺杂浓度来计算费米能级位置了。
最好通过实验的方法来检验能级排列情况:UPS可以较为精确的测得价带谱(Ef-Ev)以及材料的功函数(然而对于导电性差的样品较难获得可靠的测量结果),带隙可以通过IPSE或者光学透过谱计算。也可以用XPS测芯能级来反推能级排列(此法较为精确,可以测量出dipole的大小)。AFM一般可以测量表面电势(KPFM),也可以定性比较功函数大小。
异质结能带分析助手Band_Structure_Analyzer_-_FD-protected.xls
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