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深紫外光致发光(DUV-PL)

原理:利用高能深紫外激光(如193nm或213nm)激发半导体,记录电子跃迁复合后释放的光谱。直接反映超宽带隙材料的能带结构与辐射复合动力学。

具体测试对象:

氮化铝(AlN)

高铝组分氮化铝镓(AlGaN)外延片

金刚石单晶及超宽禁带多量子阱(MQWs)结构

 

1. 项目介绍

原理:利用高能深紫外激光(如193nm或213nm)激发半导体,记录电子跃迁复合后释放的光谱。直接反映超宽带隙材料的能带结构与辐射复合动力学。

作用:测试深紫外波段的近带边发射峰(NBE)、深层缺陷发光带及变温积分发光强度。能够准确标定材料的本征光学带隙与合金组分波动;量化评估发光层的内量子效率(IQE);识别阳离子空位等点缺陷引起的非辐射跃迁与能带拖尾效应。


2. 样品要求

2.1 表面应保持纯净无机态,深紫外光能量极高,极易被表面微量残留的光刻胶、清洗剂或有机吸附物强烈吸收,从而激发出巨大的宽带发光背景,彻底淹没目标材料极微弱的本征信号。

2.2 表面应保持平整,由于DUV波长极短,材料表面的粗糙起伏会引发极其强烈的瑞利散射。粗糙表面会严重散射激发光路与发射光路,导致光子收集效率急剧下降。


3. 常见问题

3.1 空气强吸收导致信号骤降。

波长短于200nm的深紫外光子在空气中会被氧气和水汽强烈吸收。若整个光谱仪光路未进行高纯氮气持续吹扫或未抽至极高真空,光子在到达探测器前便会消耗殆尽。

3.2 激光诱发物理光损伤。

高功率脉冲深紫外激光的单光子能量极大(>6 eV)。长时间定点照射极易打断晶格键或诱发不可逆的表面光化学氧化,导致实测发光峰发生虚假红移或信号在测试中途迅速猝灭。


深紫外光致发光(DUV-PL)
原理:利用高能深紫外激光(如193nm或213nm)激发半导体,记录电子跃迁复合后释放的光谱。直接反映超宽带隙材料的能带结构与辐射复合动力学。
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