半導(dǎo)體內(nèi)載荷子特征參數(shù)增至7個(gè)

科技日?qǐng)?bào)北京10月14日電 （記者劉霞）半導(dǎo)體是如今這個(gè)電子時(shí)代的基礎(chǔ)，但半導(dǎo)體內(nèi)的電子電荷還有很多秘密有待揭示，這限制了該領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。最近，一個(gè)國(guó)際科研團(tuán)隊(duì)稱，他們?cè)诮鉀Q這些已延續(xù)140年的物理學(xué)謎題上取得重大突破。他們研制出一種新技術(shù)，可獲得更多有關(guān)半導(dǎo)體內(nèi)電子電荷的信息，有望推動(dòng)半導(dǎo)體領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，使我們獲得更好的光電設(shè)備等。

為了真正理解半導(dǎo)體的物理性質(zhì)，首先需要了解其內(nèi)部載荷子的基本特性。1879年，美國(guó)物理學(xué)家埃德溫·霍爾發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)會(huì)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)體內(nèi)載荷子的運(yùn)動(dòng)，偏轉(zhuǎn)量可測(cè)為垂直于電荷流的電壓（霍爾電壓）。因此，霍爾電壓可揭示半導(dǎo)體內(nèi)載荷子的基本信息：是帶負(fù)電的電子還是名為“空穴”的帶正電的準(zhǔn)粒子、載荷子在電場(chǎng)中的移動(dòng)速度“遷移率”（μ）、在半導(dǎo)體內(nèi)的密度（n）。此后，研究人員意識(shí)到可用光進(jìn)行霍爾效應(yīng)測(cè)量。

但上述方法只能提供占多數(shù)的載荷子的信息，無(wú)法同時(shí)提供兩種載荷子（多數(shù)和少數(shù)）的特性。而對(duì)于許多涉及光的應(yīng)用，例如太陽(yáng)能電池等，此類信息至關(guān)重要。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)13日?qǐng)?bào)道，在最新研究中，來自美國(guó)IBM及韓國(guó)的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新公式和一項(xiàng)新技術(shù)，使我們能同時(shí)獲取多數(shù)和少數(shù)載荷子的信息。

研究人員稱，從傳統(tǒng)霍爾測(cè)量得出的已知多數(shù)載荷子密度開始，他們可以知道多數(shù)和少數(shù)載荷子遷移率和密度隨光強(qiáng)度的變化。該團(tuán)隊(duì)將新技術(shù)命名為“載荷子分辨圖像霍爾”（CRPH）測(cè)量。利用已知的光照強(qiáng)度，他們還可以確定載荷子的壽命。自發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)以來，這種關(guān)系已隱藏了140年。

與傳統(tǒng)霍爾測(cè)量中僅獲得3個(gè)參數(shù)相比，新技術(shù)在每個(gè)測(cè)試光強(qiáng)度下最多可獲得7個(gè)參數(shù)：包括電子和空穴的遷移率；在光下的載荷子密度、重組壽命、電子、空穴和雙極性類型的擴(kuò)散長(zhǎng)度。

研究人員指出，新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)有助于加快下一代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，讓我們獲得更好的太陽(yáng)能電池、光電設(shè)備以及用于人工智能技術(shù)的新材料和設(shè)備等。