अर्धचालक पदार्थों की बैंडगैप ऊर्जा को समझना इलेक्ट्रॉनिक और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को डिजाइन करने के लिए आवश्यक है। यह निर्धारित करता है कि कैसे एक सामग्री प्रकाश और विद्युत धाराओं के साथ बातचीत करती है। यह लेख सामान्य तकनीकों और डेटा का उपयोग करके बैंडगैप ऊर्जा का अनुमान लगाने के लिए एक सीधा तरीका प्रदान करता है।

बैंडविड्थ ऊर्जा की गणना के लिए तरीके

एक व्यावहारिक दृष्टिकोण में एक अर्धचालक के अवशोषण स्पेक्ट्रम का विश्लेषण करना शामिल है। यह मापने के द्वारा कि सामग्री विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर प्रकाश को कैसे अवशोषित करती है, आप बैंडगैप ऊर्जा का अनुमान लगा सकते हैं। कुंजी अवशोषण किनारे की पहचान करना है, जहां सामग्री कुशलता से फोटोन को अवशोषित करना शुरू कर देती है।

एक अन्य विधि फोटोल्यूमिन्सेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करती है, जहां किसी सामग्री से उत्सर्जित प्रकाश का विश्लेषण किया जाता है। शिखर उत्सर्जन तरंग दैर्ध्य बैंडगैप ऊर्जा से मेल खाती है, जिसे संबंध का उपयोग करके गणना की जा सकती है:

Eg = hc / λ ]

Eg: h]]: ]]]]Eg ]]] ]] प्रकाश की गति है, और ]λ ] उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य है।

अनुमान के लिए Tauc Plots का उपयोग करना

Tauc साजिश अवशोषण डेटा से ऑप्टिकल बैंडगैप को निर्धारित करने के लिए एक आम तकनीक है। इसमें साजिश (αhv) ^n बनाम hv शामिल है, जहां α अवशोषण गुणांक है, hv फोटोन ऊर्जा है, और n इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण के प्रकार पर निर्भर करता है (n=2 अप्रत्यक्ष के लिए, n=1 / 2 प्रत्यक्ष बैंडगैप के लिए)।

भूखंड का रैखिक हिस्सा ऊर्जा अक्ष को अलग करने के लिए अतिरिक्त है, जिससे बैंडगैप ऊर्जा का अनुमान लगाया जा सकता है।

व्यावहारिक सुझाव

  • अवशोषण या उत्सर्जन स्पेक्ट्रा की सटीक माप सुनिश्चित करें।
  • सामग्री के संक्रमण के प्रकार के आधार पर n के लिए उपयुक्त मानों का उपयोग करें।
  • सटीक परिणामों के लिए नियमित रूप से उपकरणों की कैलिब्रेट करें।
  • मान्यता के लिए ज्ञात डेटा के साथ परिणामों की तुलना करें।