1、1,非晶體系的吸收光譜,非晶固體的能帶結(jié)構(gòu),微晶,無規(guī)網(wǎng)絡(luò),無定型材料的兩種結(jié)構(gòu)模型,2,摻雜和無序引起的帶邊的演化 (a)完整晶體;(b)只有一個(gè)局域不完整性的晶體;(c)具有低濃度局域不完整性的晶體;(d)具有高濃度局域不完整性的晶體,形成局域帶尾態(tài).,3,非晶固體的帶隙為,4,非晶固體的吸收光譜,a-Si:H以及純a-Si和C-Si的吸收光譜,(A)冪指數(shù)區(qū) 1.8eV 103cm-1 (E-Eg)r (B)e指數(shù)區(qū)(Urbach邊) 1.4-1.8eV 103cm-1 (C)弱吸收區(qū) 1.4eV 1cm-1,5,非晶固體的帶間吸收（冪指數(shù)吸收邊-伴隨光電導(dǎo)）,考慮體系吸收一個(gè)光子，電子

2、: Ei Ef,能量關(guān)系,初態(tài)態(tài)密度,末態(tài)態(tài)密度,吸收系數(shù)為,6,對(duì)于拋物線能帶結(jié)構(gòu)，r1 = 1/2 , r2 = 1/2,間接躍遷的吸收規(guī)律？,非晶固體的光學(xué)帶隙測量,a-Si:H吸收邊,Tauc 作圖法,Klazes 作圖法,Tauc作圖法（常用）,取 坐標(biāo)擬合,Klazes作圖法,令r1 = 1, r2 = 1,取 坐標(biāo)擬合,兩種方法Eg結(jié)果不同!,7,帶-帶尾態(tài)的吸收（e指數(shù)區(qū)）,晶體帶尾態(tài)的形成，重?fù)诫s引起： i:帶邊形成準(zhǔn)連續(xù)能級(jí)，并進(jìn)入帶內(nèi)； ii:離化雜質(zhì)對(duì)帶邊的擾動(dòng)； iii:雜質(zhì)產(chǎn)生的形變勢能。,8,光學(xué)躍遷示意圖,考慮價(jià)帶到導(dǎo)帶尾態(tài)拋物線型能帶的躍遷,Ep：P型重?fù)诫s引

3、起的費(fèi)米能級(jí) Ei、E：躍遷的初態(tài)與末態(tài),價(jià)帶態(tài)密度為,吸收光譜可以用態(tài)密度卷積表示,其中,e指數(shù)分布的帶尾態(tài)導(dǎo)致e指數(shù)律的吸收邊!,9,帶隙態(tài)的吸收（弱吸收區(qū)）,弱吸收區(qū)可歸結(jié)為帶隙態(tài)引起的吸收，優(yōu)化制備條件，可以減少帶隙態(tài)引起的吸收平臺(tái)。,10,非晶體系的發(fā)光光譜,非晶體中存在延展態(tài)（導(dǎo)帶和價(jià)帶）、局域態(tài)（導(dǎo)帶尾和價(jià)帶尾）以及帶隙態(tài)，發(fā)光躍遷與這些狀態(tài)有關(guān)。,11,:H,不同襯底溫度下輝光放電法制備a-Si:H的發(fā)光光譜,a-Si:H的發(fā)光光譜包括： 主峰(1.21.3eV)：帶尾態(tài)躍遷 次峰(0.9eV):帶隙態(tài)的躍遷,12,類激子假設(shè)： 過熱的電子和空穴經(jīng)熱均化過程，到達(dá)帶尾態(tài)，重新束縛在一起形成類激子。,輝光放電法制備a-Si:H的光電流密度和發(fā)光強(qiáng)度的溫度關(guān)系,發(fā)光強(qiáng)度的溫度關(guān)系：,v0: 晶格振動(dòng)