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一种用光探测半导体晶体以检测缺陷和杂质的方法:可以帮助改善用于电动汽车和太阳能电池的材料的制造
2020年10月16日    阅读量:318    新闻来源:中国建材网 cnprofit.com  |  投稿

东北大学的研究人员改进了一种用光探测半导体晶体以检测缺陷和杂质的方法。他们的“全向光致发光(ODPL)光谱”设置的详细信息已发布在《应用物理快报》(Applied Physics Express)杂志上,可以帮助改善电动汽车和太阳能电池的材料制造。


一种用光探测半导体晶体以检测缺陷和杂质的方法:可以帮助改善用于电动汽车和太阳能电池的材料的制造 中国建材网,cnprofit.com


东北大学材料科学家Kazunobu Kojima说:“我们的技术可以在非常低的温度下测试材料,甚至可以发现少量的缺陷和杂质中国建材网cnprofit.com。”


小岛和他的同事展示了他们使用氮化镓晶体的方法。氮化镓是一种半导体晶体,自2000年代以来一直用于节能型发光二极管(LED)。


它具有令人感兴趣的光学和电子特性,使其对许多应用具有吸引力,包括电动汽车中的电源开关设备。但它在制造过程中可能会产生缺陷和杂质,从而影响性能。当前可用的测试这些晶体的方法昂贵或过于侵入。


另一方面,ODPL光谱学是一种非侵入性技术,可以测试晶体,但只能在室温下进行。能够改变晶体的温度对于正确测试其性能很重要。


小岛和他的同事们找到了一种建立ODPL仪器的方法,以便可以冷却晶体。该方法包括将氮化镓晶体放置在连接到冷却装置的铝板上。


它放置在“积分球”下,该积分球收集来自多个方向的光。外部光通过球体照射到晶体上,从而激发晶体。晶体将光发射回球体,以返回其初始未激发状态。


来自外部源和晶体的两种光被集成在球体内,并由探测器进行测量。


结果揭示了晶体的“内部量子效率”,如果晶体中含有缺陷和杂质,该效率会降低,即使在非常低的温度下也可以测量。


团队的修改-将晶体放置在球体外部,并将其连接到冷却球的物体上-意味着温度变化至关重要地仅发生在晶体内部而不是球体内部。科学家能够在-261°C至约27°C的温度范围内使用此技术测量氮化镓样品的内部量子效率。


小岛说:“我们下一步计划使用我们的方法来测试其他材料,例如用于高效太阳能电池的钙钛矿和作为原子薄的二维材料的氮化硼。


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