文档介绍：半导体材料的紫外-可见漫反射光谱测定

一、实验目的:
1、配合半导体材料测试分析的教学,进一步理解紫外/可见分光光度计的基本原理、
基本构造、特点和应用范围,掌握仪器的常用操作方法;
2、掌握半导体材料的光学特性,特别是在紫外光区和可见光区的光学特性的检测
方法,了解紫外-可见漫反射原理及积分球原理。

二、实验原理
紫外-可见漫反射光谱与紫外-可见吸收光谱相比,所测样品的局限性要小很多。后
者符合朗伯-比尔定律,溶液必须是稀溶液才能测量,否则将破坏吸光度与浓度之间的
线性关系。而前者,紫外-可见漫反射光谱可以测浑浊溶液、悬浊溶液、固体及固体粉
末等,试样产生的漫反射满足 Kublka-Munk 方程式:
2
(1-R∞) /2R∞=K/S
其中,K为吸收系数,S为散射系数,R∞为无限厚样品反射系数R的极限值,其数值为一个常数。

积分球的示意图
漫反射光是指从光源发出的光进入样品内部,经过多次反射、折射、散射及吸收后
返回样品表面的光。这些光在积分球内经过多次漫反射后到达检测器。漫反射光是分析
与样品内部分子发生作用以后的光,携带有丰富的样品结构和组织信息。与漫透射光相
比,虽然透射光中也负载有样品的结构和组织信息,但是透射光的强度受样品的厚度及
透射过程光路的不规则性影响,因此,漫反射测量在提取样品组成和结构信息方面更为
直接可靠。积分球是漫反射测量中的常用附件之一,其内表面的漫反射物质的反射系数
高达 98%,使得光在积分球内部的损失接近零。由于信号光从散射层面发出后,经过了
积分球的空间积分,所以可以克服漫反射测量中随机因素的影响,提高数据稳定性和重
复性。
紫外-可见漫反射吸收曲线作为一种重要的手段,可以很好的表征半导体材料的能
级结构及光吸收性能。对于半导体材料而言,其带隙可以用下面的公式近似计算:
E=h*C/λ
其中:E 为禁带能
h为普朗克常数= ×10-34 J●s
C为光速=3×108m/s
λ为截止波长,待测

三、实验仪器和样品
1. 岛津 UV-3101 紫外分光光度计;