Veranstaltungs-Nr.: 5.04.303

Versuch 9: Beweglichkeit und Rekombination von Ladungsträgern

Art: Fortgeschrittenenpraktikum

Betreuer: Felix Voigt

 Zeit und Ort: Fr 9-17, W2 3-318a

Voraussetzungen:

Inhalt:

mt-Produkte
Wichtige Kenngrößen, die den Ladungstransport in Halbleitern charakterisieren, sind die Beweglichkeiten (m_n, m_p) und Rekombinationslebensdauern ( t_n, t _p) von Elektronen (Index "n") und Löchern (Index "p"). Diese Größen können für eine Ladungsträgerart nicht auf einfache Weise separat gemessen werden, es können jedoch die Produkte m_nt _n, m _pt _p (mt -Produkte) bestimmt werden. Das mt -Produkt für die Majoritätsladungsträger lässt sich aus Photostrommessungen ermitteln (Messung des elektrischen Stromes bei einer angelegten Spannung und gleichzeitiger Bestrahlung mit Licht). Zur Bestimmung des mt -Produktes der Minoritäten ist ein ausgeklügeltes Verfahren entwickelt worden [1], das den Kern dieses Praktikumsversuches bildet. Dabei werden in der zu charakterisierenden Halbleiterschicht 2 Laserstrahlen zur Interferenz gebracht, so dass darin ein intensitätsmoduliertes Liniengitter entsteht. Aus Photostrommessungen bei Anwendung dieses Interferenzgitters ist es möglich, die ambipolare Diffusionslänge (Def. s. [2], Kapitel 9.8) der Elektronen und Löcher zu bestimmen, woraus bei viel kleinerer Beweglichkeit der Minoritätsladungsträger gegenüber den Majoritätsladungsträgern näherungsweise das mt -Produkt der Minoritätsladungsträger ermittelt werden kann.
Im Versuch werden diese mt -Produkte in einer undotierten Dünnschicht aus a-Si:H mit einer Dicke<1m m gemessen. Das Fermi-Niveau von undotiertem amorphen Silizium liegt so, dass Elektronen die Majoritätsladungsträger sind und Löcher die Minoritätsladungsträger.