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半導體內載荷子特徵參數增至7個
2019-10-15 08:32:39 來源: 科技日報
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  科技日報北京10月14日電 (記者劉霞)半導體是如今這個電子時代的基礎,但半導體內的電子電荷還有很多秘密有待揭示,這限制了該領域的進一步發展。最近,一個國際科研團隊稱,他們在解決這些已延續140年的物理學謎題上取得重大突破。他們研制出一種新技術,可獲得更多有關半導體內電子電荷的信息,有望推動半導體領域的進一步發展,使我們獲得更好的光電設備等。

  為了真正理解半導體的物理性質,首先需要了解其內部載荷子的基本特性。1879年,美國物理學家埃德溫·霍爾發現,磁場會偏轉導體內載荷子的運動,偏轉量可測為垂直于電荷流的電壓(霍爾電壓)。因此,霍爾電壓可揭示半導體內載荷子的基本信息:是帶負電的電子還是名為“空穴”的帶正電的準粒子、載荷子在電場中的移動速度“遷移率”(μ)、在半導體內的密度(n)。此後,研究人員意識到可用光進行霍爾效應測量。

  但上述方法只能提供佔多數的載荷子的信息,無法同時提供兩種載荷子(多數和少數)的特性。而對于許多涉及光的應用,例如太陽能電池等,此類信息至關重要。

  據物理學家組織網13日報道,在最新研究中,來自美國IBM及韓國的科學家發現了一個新公式和一項新技術,使我們能同時獲取多數和少數載荷子的信息。

  研究人員稱,從傳統霍爾測量得出的已知多數載荷子密度開始,他們可以知道多數和少數載荷子遷移率和密度隨光強度的變化。該團隊將新技術命名為“載荷子分辨圖像霍爾”(CRPH)測量。利用已知的光照強度,他們還可以確定載荷子的壽命。自發現霍爾效應以來,這種關係已隱藏了140年。

  與傳統霍爾測量中僅獲得3個參數相比,新技術在每個測試光強度下最多可獲得7個參數:包括電子和空穴的遷移率;在光下的載荷子密度、重組壽命、電子、空穴和雙極性類型的擴散長度。

  研究人員指出,新發現和新技術有助于加快下一代半導體技術的發展,讓我們獲得更好的太陽能電池、光電設備以及用于人工智能技術的新材料和設備等。

  

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【糾錯】 責任編輯: 趙秋玥
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