一、TRMC系統(tǒng)功能介紹

時(shí)間分辨微波電導(dǎo)(Time Resolved Microwave Conductivity, TRMC)是研究半導(dǎo)體材料中非平衡載流子復(fù)合動(dòng)力學(xué)的一種方法。它通過監(jiān)測(cè)激光照射樣品引起反射微波功率的變化來反映出樣品載流子衰減壽命、遷移率、復(fù)合速率等微觀物理性質(zhì)。這種技術(shù)具有可操作性強(qiáng)、采集速度塊、時(shí)間分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，可測(cè)量薄膜、粉末樣品且不會(huì)損壞樣品，已成為表征半導(dǎo)體材料和光電器件基本性能的重要方法。目前，微波光電導(dǎo)測(cè)量技術(shù)在半導(dǎo)體器件、材料科學(xué)、光伏領(lǐng)域、光學(xué)和光譜學(xué)研究以及生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力巨大，為相關(guān)研究和應(yīng)用提供了重要的實(shí)驗(yàn)手段和數(shù)據(jù)支持。

二、TRMC技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

1、 操作簡(jiǎn)單，易上手

2、 信號(hào)采集速度快

3、 對(duì)樣品無接觸、無破壞

4、 測(cè)量時(shí)間分辨高(可到納秒量級(jí))

三、TRMC測(cè)量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域：

1. 半導(dǎo)體材料和器件進(jìn)行表征和性能評(píng)估。提供載流子遷移率、載流子濃度、載流子壽命等關(guān)鍵參數(shù)的信息。

2. 研究材料的電學(xué)和光學(xué)性質(zhì)，如材料的能帶結(jié)構(gòu)、禁帶寬度、載流子傳輸特性等。

3. 評(píng)估太陽能電池的性能和效率。通過測(cè)量太陽能電池中的電荷載流子遷移率、復(fù)合速率等參數(shù)，可以幫助改進(jìn)太陽能電池的設(shè)計(jì)和制造過程。

4. 研究光學(xué)材料的吸收、發(fā)射和傳播特性，包括非均勻性、缺陷和載流子動(dòng)力學(xué)等。為光學(xué)器件和光譜學(xué)研究提供重要的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

5. 用于細(xì)胞和組織的電學(xué)和光學(xué)特性研究，以及生物分子的相互作用和代謝過程的分析。

四、TRMC系統(tǒng)及測(cè)試原理

微波光電導(dǎo)測(cè)量技術(shù)利用光電導(dǎo)效應(yīng)和微波電磁場(chǎng)的作用，結(jié)合光激發(fā)和電導(dǎo)測(cè)量，可以獲得材料的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的信息，其系統(tǒng)裝置如圖1和圖2所示。實(shí)驗(yàn)中，入射的微波和反射微波形成駐波，樣品放置于波腹處可以獲得更高的測(cè)量靈敏度。激發(fā)光在樣品內(nèi)部產(chǎn)生光生載流子，引起微波反射功率變化。根據(jù)反射功率隨時(shí)間的變化行為可以獲得載流子復(fù)合的動(dòng)力學(xué)行為。

圖1開放式時(shí)間分辨微波光電導(dǎo)裝置示意圖

圖2微波反射功率與光生載流子的關(guān)系示意圖

五、應(yīng)用舉例：

1.測(cè)量CH3NH3PbBr3的 TRMC 動(dòng)力學(xué)

2.InP 襯底

3.Si 片

4.CsFAMA混合陽離子鈣鈦礦的變溫光電導(dǎo)測(cè)量

5.時(shí)間分辨熒光與時(shí)間分辨微波光電導(dǎo)對(duì)比

Cs5FA79MA16PbI2.5Br0.5多晶薄膜，TRPL與TRMC互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)載流子復(fù)合的全面診斷

審核編輯 黃宇