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一种测定无序半导体中自由载流子寿命和局域态密度的新方法

DOI：10.1080/14786435.2018.1532120 期刊：Philosophical Magazine 出版年份：2019 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 本文描述了一种测量非晶半导体中自由载流子寿命（tR）和局域态密度（DOS）的新方法。该方法基于拉普拉斯变换技术对瞬态光电导（TPC）数据的分析。该技术通过对TPC数据进行拉普拉斯变换，实现对自由电子与陷阱电子基本线性化多重俘获方程解的简易分析。通过应用于典型无序半导体——氢化非晶硅（a-Si:H）的模拟及实验TPC数据验证了该方法。采用任意假设的DOS模型计算TPC时引入的tR值能被高精度还原。对于实验案例，从实验TPC数据中精确测定实际DOS并估算tR后，可准确重建后者。通过计算机模拟研究了该技术的性能与局限性，主要局限在于测量温度较低时短时内未观察到复合现象。
作者： H. Belgacem，S. Reynolds
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用拉普拉斯变换技术，通过瞬态光电导（TPC）数据研究非晶半导体中自由载流子寿命（tR）和局域态密度（DOS）的新测量方法。

研究成果

提出的通过瞬态光电流（TPC）数据测定非晶半导体中自由载流子寿命tR和局域态密度DOS的方法已通过测试验证。该方法即使在较高输入噪声水平下，也能对给定噪声数据集实现最优分辨率。但其受限于TPC测量低温效应——当短时内未观测到复合现象时。

研究不足

该方法受温度影响，仅在复合现象可观测时有效，即高温情况下。低温时，在实验时间尺度上几乎看不到复合效应对TPC的影响。

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