导纳谱测量半导体量子限制效应

实验室和教师介绍

  • 实验室:物理楼245
  • 指导教师:陆昉

实验目的

充分实践并再理解量子力学、统计物理、固体物理和半导体物理的一些知识要点。同时锻炼实验器材维护保养、改装改进的动手能力。

实验室可提供的主要器材

  • Agilent公司4284A精密LCR表
  • FLUKE公司8840A数字万用表
  • 带有GPIB系统和相关程序的PC
  • 低温样品架
  • 液氮、氮气

导纳谱测量系统

实验目的、意义和要求

量子限制效应(QCE,Quantum Confinement Effect),是指固体材料结构的尺度缩小到一定值,比如纳米量级时,能态结构发生变化开始表现出量子特性,比如形成分立能级。此时材料的电、磁、光、声、热平衡态和输运性质与宏观材料相比有很多特殊之处。尺度对材料性质的量子限制效应影响,可以施加在三个维度方向上,比如量子点材料、纳米团簇等零维量子材料;也可表现为对两个维度的限制,比如纳米线、纳米棒等一维量子材料;或者作用在一个维度上的限制,比如量子阱结构等二维量子材料。半导体量子限制效应通常研究的是半导体量子阱或者量子点结构中载流子表现出的特殊性质。

量子点纳米线量子阱

实验前应回答的问题

  • 半导体的能带结构与材料呈何关系?
  • 什么是半导体量子限制效应?
  • C-V谱与导纳谱的是什么?如何测?
  • 使用液氮要注意什么?

实验内容

  • 测量比较量子阱及量子点样品的C-V曲线
  • 测量比较使用不同频率测试信号的样品C-V曲线
  • 测量比较不同温度下样品的C-V曲线
  • 通过解泊松方程模拟计算样品的C-V曲线
  • 通过样品的C-V数据模拟计算样品中载流子浓度分布
  • 测量量子阱及量子点样品的导纳谱
  • 测量比较不同直流偏压下的样品导纳谱
  • 观测量子点的库伦荷电效应
  • 模拟计算样品的导纳谱
  • 研究测量电路中接触电阻、分布电容的影响
  • 估计热电偶系统测量温度的误差和对激活能测量结果的误差
  • 研究GPIB系统的硬件、程序对实验测量的影响

测量程序界面

其他设计性研究性课题

  • 《C-V法测量金半二极管的肖特基势垒》
  • 《C-V法测定MOS的结构参数》

实验报告要求

请按照实际条件选择可以完成的任务或者课题。

参考范例:《导纳谱测量半导体量子阱中的量子限制效应》

参考书籍与材料

建议问题

上学期期末时曾经做了这个实验的页面,现在才发现应该放在此目录……据悉本学期暂无同学选此课题,不知道是不是我没做好广告,囧。好在表面实验室的jt师姐准备在我这里做CV谱了,仪器能发挥功用,很欣慰。

请朱海同学负责更新。 — YuXi 2008/06/19 08:33

 
exp/cdspec.txt · 最后更改: 2009/06/13 22:56 由 whyx
 
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