文档介绍：【Applicable to lecture training work report】
表面光电压谱
思考题：
1、说明表面光电压谱检测的基本原理
2、如何利用表面光电压谱方法或表面光电流
方法测量半 导体的禁带宽度（-
e-
研究微纳米尺度的表面与界面的电荷行为
(n-Si/TiO2)/B’
(n-Si/TiO2)/B’
e-
e-
光致电荷转移过程
对于稳态表面光伏的影响因素
1．样品吸收特性(消光系数、跃迁属性等)
2．样品内阻
3．样品粒径
4．调制频率
5．环境因素
6．外场
7．电极
8．相位
三．表面光伏测量的应用
半导体材料导电类型的确定
少数载流子扩散距离的测定
表面态参数的测定
光生电荷性质研究
光催化应用
太阳能电池
表面光伏气敏特性研究
异质界面对光生电荷的调控
光化学与光物理的几个过程
1、光吸收
2、光生电荷分离
4、光生电荷复合
3、光生电
荷扩散
5、光催化
还原反应
5、光催化
氧化反应
在光物理过程研究中必须面对下面几个问题：
1、 什么是光生电荷有序分离的原动力？
2、光生电荷的扩散长度？
3、光生电荷扩散的方向？
4、光生电荷是由能带直接转移给反应物的吗？
5、表面态如何影响光生电荷的转移过程。
光生电荷性质研究：
1、半导体材料的禁带宽度的测定
2、光生电荷扩散方向
3、带带跃迁与亚带隙跃迁的区分
4、光生电荷属性的研究
Eg = 1/l (nm) × 1240 = 1/390 × 1240 = eV
1、半导体材料的禁带宽度的测定
l
l
BiVO4-A: 四角型
BiVO4-B: 四角/单斜
BiVO4-C: 单斜
BiVO4表面光电压谱和它的表面光伏相位谱
2、光生电荷扩散方向
表面光电压谱 表面光伏相位谱
表面光伏相位谱
n-型
ΔV>0
带弯向上
φ介于
- 90o—0o
空穴向照光面
p-型
ΔV<0
带弯向下
φ介于
90o—180o
电子向照光面
TiO2 （111）单晶
3、带带跃迁与亚带隙跃迁的区分
带带跃迁
亚带隙跃迁
TEM images of the ZnO quantum dots (a) and ZnO nanorods (b)
4、 光生电荷属性研究
例子：纳米ZnO光伏性质研究
SPS response of ZnO quantum dots
under different eletrical fields
电子－空穴的量子限域特性
激子直径
nm
（A） （B）
Fig 5. FISPS response of ZnO nanorods。（A）Positive field ；
（B） Negative field
束缚激子态FISPS响应的特征：
在能量上一般都发生在带边
随外场强度不对称变化
随外场峰位不对称变化
限域态或自由激子态FISPS响应的特征：
光伏强度随外场线性增强
光伏极性随外场极性改变对称变化
光伏峰位不随外场变化
J. Phys. Chem. B 2004, 108, 3202-3206
自建场对表面光伏和荧光的调控作用
原位
气体吸附对表面光伏的影响 光电
SPV response (a) and PL (b) of ZnO nanoparticles
Em. 350 nm
原位
气体吸附对表面光伏的影响 发光
光催化研究
1、Au/TiO2微球光生电荷迁移性质研究
不同金掺杂量的样品焙烧前的SEM照片
5 mm
5 mm
5 mm
5 mm
纯TiO2
%
%
%
SEM of %Au-TiO2
TEM image of the annealed titania spheres ( mol % CA, calcn