光致發(fā)光光譜（Photoluminescence Spectroscopy，簡稱PL譜），指物質(zhì)在光的激勵下，電子從價帶躍遷至導(dǎo)帶并在價帶留下空穴；電子和空穴在各自的導(dǎo)帶和價帶中通過弛豫達到各自未被占據(jù)的最低激發(fā)態(tài)（在本征半導(dǎo)體中即導(dǎo)帶底和價帶頂），成為準(zhǔn)平衡態(tài)；準(zhǔn)平衡態(tài)下的電子和空穴再通過復(fù)合發(fā)光，形成不同波長光的強度或能量分布的光譜圖。光致發(fā)光過程包括熒光發(fā)光和磷光發(fā)光。

中文名

光致發(fā)光光譜

外文名

Photoluminescence Spectroscopy

別名

PL譜

拼音

guangzhifaguangguangpu

發(fā)光過程

熒光發(fā)光，磷光發(fā)光

特點

設(shè)備簡單，無破壞性，分辨率高等

應(yīng)用

雜質(zhì)濃度測定，組分測定等

光路圖

通常用于半導(dǎo)體檢測和表征的光致發(fā)光光譜指的是光致熒光發(fā)光，其光路圖如下：

光致發(fā)光光譜

光致發(fā)光特點

光致發(fā)光優(yōu)點

設(shè)備簡單，無破壞性，對樣品尺寸無嚴格要求；

分辨率高，可做薄層和微區(qū)分析；

光致發(fā)光缺點

通常只能做定性分析，而不作定量分析；

如果做低溫測試，需要液氦降溫，條件比較苛刻；

不能反映出非輻射復(fù)合的深能級缺陷中心；

光譜應(yīng)用

在激發(fā)光能量不是非常大的情況下，PL測試是一種無損的測試方法，可以快速、便捷地表征半導(dǎo)體材料的缺陷、雜質(zhì)以及材料的發(fā)光性能。

1、組分測定；對三元系或四元系合金，如InxGa1-xN等，通過PL峰位確定半導(dǎo)體材料的禁帶寬度，進而確定材料組分x；

2、雜質(zhì)識別；通過光譜中的特征譜線位置，可以識別材料中的雜質(zhì)元素；

3、雜質(zhì)濃度測定；

4、變溫Pl可以測試材料/器件的發(fā)光效率；

5、半導(dǎo)體材料的少數(shù)載流子壽命；

6、位錯等缺陷的相關(guān)作用研究。