研究目的
提出一种新型实验性光致发光（PLE）系统，用于直接带隙半导体材料及器件中Shockley-Read-Hall（SRH）寿命和复合速度的基于精度的量化测量，并评估表面钝化与中间制备工艺。
研究成果
采用基于氙弧灯的光致发光激发（PLE）新技术对先前已在LED基PLE系统上表征过的GaAs双异质结（DH）和InP晶圆样品进行了特性分析。该系统在相同波长范围内记录的数据点数量约为LED系统的6倍，且呈现出相似的数据变化趋势。GaAs双异质结显示出表面退化的迹象，通过与Sentaurus仿真软件联用可量化相应的Shockley-Read-Hall复合寿命及复合速度。InP晶体晶圆进一步证明，基于氙弧灯的PLE系统能够实现更精细的测量。
研究不足
该系统目前可表征带隙能量对应发射波长>850nm的材料。对于发射峰<850nm的材料，只需更换具有不同截止波长的第二块二向色镜即可轻松测试。
1：实验设计与方法选择：
所提出的光致发光激发（PLE）系统采用300W氙弧灯作为激发光源，后接准直光学元件和液晶滤光片以消除红外辐射。宽带光源的波长选择通过定制的Ebert-Fastie单色仪实现，该单色仪在近紫外至近红外全波段的光栅效率均>70%。
2：样品选择与数据来源：
选用GaAs双异质结（DH）和InP晶体晶圆作为校准标准样品。
3：实验设备与材料清单：
300W氙弧灯、定制Ebert-Fastie单色仪、液晶滤光片、高阶辐射阻挡滤光片、30%反射/70%透射分束器、定制二向色镜、光电二极管、锁相放大器、功率计传感器。
4：实验流程与操作步骤：
系统采用光学斩波技术降低背景噪声并提升光电二极管与功率计的信号检测能力。光电二极管连接至斯坦福研究锁相放大器。功率计传感器内置中性密度滤光片并内置光谱响应度补偿功能。
5：数据分析方法：
将PLE信号归一化为实测最大PLE信号值。
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获取完整内容-
Xe arc lamp
300W
Excitation source for the PLE system
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Ebert-Fastie monochromator
Custom
Wavelength selection of the broadband source
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Liquid crystal filter
Removal of infrared radiation
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Higher order radiation blocking filters
Ensure that λ/2 and λ/3 radiation does not reach the sample or detectors
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Beamsplitter
30% reflection / 70% transmission
Samples the incident flux reaching the material or device under test (DUT)
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Dichroic mirror
Custom
Separates incident and re-emitted photons
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Photodiode
Detects emitted photons
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Lock-in amplifier
Stanford Research
Improves signal detection of the photodiode
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Power meter sensor
Measures incident flux
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