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《上海航天》 2017年01期
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表面势垒与表面能级的关系和实验探究

刘嘉欣  冯仕猛  顾琳慧  雷刚  鞠雪梅  
【摘要】:对半导体表面势垒与表面能级的关系进行了理论研究。用薛定谔方程和矩阵理论推导出表面电子波函数能量的本征方程,给出表面势垒与表面能级间的非线性关系。用计算机给出了不同表面势垒下表面能级解集的模拟曲线。模拟结果表明:不同的表面势垒,表面能级的数量和对应的分布不同,表面势能较低时,表面能级及对应的表面态主要集中于低能量区;表面势能较高时,表面能级或表面态均匀分布于较大的能量范围。实验探测了不同绒面的半导体光生载流子寿命,发现绒面结构不同的半导体光生载流子寿命不同;为提高光电器件的转换效率,应避免绒面上出现尖锐的微结构,尽量使尖锐处适度钝化。理论研究和相关的物理解释对提高半导体器件光电转换效率有一定的参考意义。
【作者单位】上海交通大学物理与天文系;上海空间电源研究所;
【关键词】半导体 表面态 表面能级 表面势垒 本征方程 绒面结构 态密度 光生载流子寿命
【基金】:航天先进技术联合研究中心项目资助(USVAST2015-28)
【分类号】:O47
【正文快照】:
0引言表面能级对半导体硅器件光电转换性能有非常重要的影响。半导体工业中,通过工艺对其表面进行处理,以提高器件的光电转换性能。如为实现单晶硅表面的低反射率,在单晶硅上制备规则的周期性微结构,使尽量多的光子进入半导体中。一般地,工业化中利用择优原理采用NaOH,KOH,Na2

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