Dynamics רקומבינציה ב חומרים פוטו סרט דק באמצעות מוליכות מיקרוגל זמן נפתרה

מוליכות מיקרוגל פלאש-photolysis זמן נפתרה (FP-TRMC) מפקחת הדינמיקה של נושאי מטען צילום נרגש בסולם הזמנים NS-מיקרו-שניות, מה שהופך אותו לכלי אידיאלי עבור חוקרת תהליכים רקומבינציה נושאי מטען. הבנת מנגנוני הדעיכה של נושאי מטען נגרם צילום במוליכים למחצה סרט דקים היא בעל חשיבות עליונה במגוון של יישומים, כוללים אופטימיזציה מכשיר פוטו. עוד בימי חייהם המובילים המושרים הם בדרך כלל פונקציות של צפיפות ספק מושרה, גל עירור, ניידות, צפיפות מלכודת וקצב השמנה. מסמך זה מדגים את הרבגוניות של מוליכות מיקרוגל זמן לפתור הטכניקה (TRMC) על חקירת מגוון רחב של תלות דינמית מובילה (עצמה, אורך גל, תדירות מיקרוגל) והבהרות להם.

חיובי Photogenerated יכולים לשנות הן האמיתי ואת החלקים הדמיוניים של הקבוע הדיאלקטרי של חומר, תלוי ניידות degre שלהם דואר כליאה / לוקליזציה ^1. המוליכות של חומר הוא יחסי קבוע דיאלקטרי המורכב שלה

איפה התדירות היא של שדה חשמלי ומיקרוגל, ו הם החלקים הממשי והמדומה של הקבוע הדיאלקטרי. לכן, החלק האמיתי של המוליכות קשור חלק המדומה של קבוע דיאלקטרי, והוא יכול להיות ממופה על קליטת מיקרוגל, ואילו החלק המדומה של המוליכות (שייקרא להלן קיטוב) קשור שינוי תדר התהודה של שדה המיקרוגל ^1.

t "> TRMC מציעה מספר יתרונות על פני שיטות אחרות. למשל, DC מדידות photoconductivity סובלים ממגוון של סיבוכים הנובעים פנייה החומר עם אלקטרודות. רקומבינציה משופרת בממשק אלקטרודה / חומר, חזרה הזרקת חיובים באמצעות ממשק זה, כמו גם כמו ניתוק של אקסיטונים ו לְהַכפִּיל זוגות משופר בשל המתח הוחל ² כל אלה מובילים עיוותי mobilities הספק נמדד הגלגולים. לעומת זאת, TRMC היא טכניקת electrodeless המודדת את הניידות הפנימית של הספקים ללא עיוותים בשל לחייב העברה פני קשר .

יתרון משמעותי של שימוש בכוח המיקרוגל כמו בדיקה עבור דינמיקה מובילה הוא כי, כמו גם פיקוח על גלגולי חי הריקבון של נושאי מטען, מנגנוני ריקבון / מסלולים יכולים להיחקר גם.

TRMC ניתן להשתמש כדי לקבוע את החיים ניידים ³ והמוחלטיםזמן ⁴ של נושאי מטען מושרים. פרמטרים אלה יכולים לשמש מאוחר יותר להבחין בין מנגנוני רקומבינציה הישירים בתיווך מלכוד ^{3, 5.} התלות של שני אלה מסלולי ריקבון נפרדים ניתן לנתח באופן כמוני כפונקציה של צפיפות ספק ^{3, 5} ו עירור אנרגיה / גל ^5. הלוקליזציה / הכליאה של ספקים מושרים יכולה להיחקר על ידי השוואת הדעיכה של מוליכות vs polarizability ⁵ (דמיונית לעומת חלק אמיתי של קבוע דיאלקטרי).

בנוסף, ואולי הכי חשוב, TRMC יכול לשמש כדי לאפיין מדינות מלכודות אשר פועלות מסלולי ריקבון נושאי מטען. מלכודות Surface, למשל, ניתן להבחין בין מלכודות בתפזורת על ידי השוואת פסיבציה vs דגימות unpassivated ^6. יכול מדינות תת-bandgapלהיחקר ישירות באמצעות אנרגיות עירור תת-bandgap ^5. צפיפויות מלכודת ניתן להסיק על ידי התאמת נתוני TRMC ^7.

בשל צדדיות של הטכניקה הזו, TRMC יושם ללמוד מגוון רחב של חומרים כולל: מוליכים למחצה סרט דק מסורתיים כגון סיליקון ^{6, 8} ו Tio ₂ ^{9, _10,} חלקיקים ^11, צינורות ^{1, 12} מוליכים למחצה אורגניים, תערובות חומר ^{13, 14,} ו פוטו ההיברידית חומרים ^{3, 4, 5.}

על מנת לקבל מידע כמותי באמצעות TRMC, חשוב להיות מסוגל לקבוע את מספר מדויקשנקלט פוטונים עבור עירור אופטי נתון. מאז שיטות לכימות קליטה של ​​שכבות דקות, חלקיקים, פתרונות ודוגמאות אטומות שונות, טכניקות ההכנה וכיול המדגם המוצגות כאן נועדו במיוחד עבור דגימות סרט דקות. עם זאת, פרוטוקול המדידה TRMC המוצג הינו כללי מאוד.