Optische Eigenschaften dünner HL-Schichten

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1 Optische Eigenschaften dünner HL-Schichten Allgemeine Fragen 1. Temperaturgradient (wg. Erwärmung bei Absorption) ==> Änderung von n ==> Ablenkung des Laserstrahls Chopperrad/Lock-In-Verstärker ==> Messgenauigkeit Bei großem Avstand Detektor - Küvette kann sehr genau gemessen werden; Lock-In-Methode 2. Niederenergetischer Bereich, keine Interferenzstörungen 3. Phasenschiebung 180 ==> U -> -U, bei 90 ==> U= <= T <=1; dünnere Schichten ==> mehr Interferenz 5. Maxima bei c-si: erstes bei der indirekten Bandlücke, zweites bei direkter, drittes bei Summe der beiden Hinter den Maxima: Zusätzliche Energie muss in Gitterschwingungen übertragen werden Interferenzen bei beiden; bei Bandlücke: Reflexion nach oben, Transmission nimmt ab, Interferenzen hören auf. Bei c-si keine Interferenzen (Schicht zu dick), Reflexionen steigen bei höheren Energien i.a. an, Maxima bei c-si 6./7. Brechungsindizes / Schichtdicke Transmissions-Minima Lambda [nm] E [ev] T n_s M n_f k berechnet k tatsächl. d [nm] , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Transmissions-Maxima Lambda [nm] E [ev] T n_s n_f k tatsächl. d [nm] , , , , , ,992 0, , , , , , , , , , , , Regressionsgerade durch die ersten 3 n_s (aus T-Maxima) a1 a0 0, ,

2 Regressionsgerade durch die ersten 3 n_f (aus T-Minima) a1 a0 0, , Mittlere Schichtdicke: 678, stat. Fehler: 0, R + T Werte über 100%: Eichung mit Spiegel nicht perfekt Fehler ca. 5 % 9. Absorptionskoeffizienten aus den T/R-Daten E_04 für a-si:h (aus der Grafik): 1,9-2,0 ev Linearer Fit E über sqrt(alpha*e) für indirekte Bandlücke von c-si (Origin): Achsenabschnitt E_gap: 1,23064 Fehler: 1,57E-03 Direkte Bandlücke von c-si nicht beobachtbar (keine brauchbaren Daten) Linearer Fit E über (alpha*e)^2 für direkte Bandlücke von GaN (Origin): Achsenabschnitt E_gap: 3,42137 Fehler: 0, Photothermische Deflektionsspektroskopie Regression zur Bestimmung der Urbachenergie für a-si:h (Origin): a0-5, ,28169 a1 4, ,15263 Es gilt: ln(alpha) = E / E_0 + ln(alpha_0) ==> E_0 = 1 / a1 E_0 = 0,

3 Erneutes Auslesen der Absorptionskoeefizienten: aus den endgültigen Daten E_04 für a-si:h (aus Grafik): 2,0 ev Linearer Fit E über sqrt(alpha*e) für indirekte Bandlücke von c-si (Origin): Achsenabschnitt E_gap: 1,22794 Fehler: 2,55E-03 Direkte Bandlücke von c-si nicht beobachtbar (keine brauchbaren Daten) Linearer Fit E über (alpha*e)^2 für direkte Bandlücke von GaN (Origin): Achsenabschnitt E_gap: 3,40293 Fehler: 0,00777 Dangling-Bond-Dichte für a-si:h-probe: alpha(1,3 ev) = 1, DB-Dichte: 3,50634E+16 FALSCH!!!

4 Transmission Amorphes Si:H Transmission Kristallines Si Transmission GaN Maxima/Minima sind fett umrandet Interpolation Lambda [nm] E [ev] T [%] T [absolut] Lambda [nm] E [ev] T [%] T [absolut] Lambda [nm] E [ev] T [%] T [absolut] Lambda [nm] T [absolut] ,62 38,8273 0, ,62 54, , ,496 82, , , , , , , ,0795 0, , , , , , , , , , , , , , ,87E , , , , , , , , , ,76E , ,6664 0, , ,246 0, ,5 82, , ,64E , , , , , , , , , ,70E , , , , , , , , , ,98E , , , , , , , , , ,25E ,625 38, , , ,9368 0, , , , ,52E , , , , , , , , , ,80E , , , , , , , , , ,07E , , , , , , , , , ,29E , , , , , , , , , ,51E , , , , , , , , , ,73E , , , , , , , , , ,94E , , , , , , , , , ,16E , , , , ,7862 0, , , , ,97E , , , , , , , , , ,78E , , , , , , , , , ,59E , , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,20E , , , , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,49E , ,0235 0, , , , , , , ,58E , , , , , , , , , ,68E , , , , , , , , , ,46E , , , , , , , , , ,25E , , , , ,9589 0, , , , ,03E , , , , , , , , , ,15E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,71E , , , , , , , , , ,43E , , , , , , , , , ,14E , , , , , , , , , ,86E , , , , , , , , , ,58E , , , , , , , , , ,14E , , , , , , , , , ,70E , , , , , , , , , ,27E , , , , , , , , , ,83E , , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,43E , , , , , , , , , ,78E , , , , ,3373 0, , , , ,78E , , , , , , , , , ,43E-06

5 1900 0, , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,39E , , , , ,2574 0, , , , ,39E , ,4301 0, , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,39E , , , , , , , , , ,15E , ,9487 0, , , , , , , ,91E , , , , , , , , , ,67E , , , , , , , , , ,43E , , , , ,2162 0, , , , ,19E , , , , , , , , , ,91E , , , , , , , , , ,01E , , , , , , , , , ,12E , , , , , , , , , ,12E , , , , , , , , , ,43E , , , , , , , , , ,34E , , , , ,3293 0, , , , ,24E , , , , , , , , , ,14E , , , , ,4361 0, , ,2027 0, ,05E , , , , , , , , , ,53E , ,1741 0, , , , , , , ,02E , , , , , , , , , ,10E , , , , , , , , , ,17E , , , , , , , , , ,24E , , , , , , , , , ,31E , , , , , , , , , ,36E , ,3025 0, , , , , , , ,40E , , , , , , , , , ,45E , , , , , , , , , ,50E , , , ,775 54, , , , , ,55E , ,2496 0, , , , , , , ,74E , , , , , , , , , ,93E , , , , ,5123 0, , , , ,12E , , , , , , , , , ,31E , , , , , , , , , ,50E , , , , , , , , , ,33E , , , , , , , , , ,16E , , , , , , , , , ,00E , , , , , , , , , ,83E , , , ,8 54, , , , , ,66E , , , , , , , , , ,66E , , , , , , , , , ,66E , , , , , , , , , ,66E , , , , , , , , , ,66E , , , , , , , , , ,66E , , , , , , , , , ,68E , , , , , , , , , ,71E , , , , , , , , , ,73E , , , , , , , , , ,75E , , , , , , ,62 71, , ,78E , , , , , , , , , ,68E , , , , , , , , , ,59E , , , , , , , , , ,49E , , , , , , , , , ,40E , , , , , , , , , ,30E-05

6 1788 0, , , , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,30E , ,266 0, , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,44E , , , , , , , , , ,59E , , , , , , , , , ,73E , , , , , , , , , ,87E , ,6581 0, , , , , , , ,01E , , , , , , , , , ,92E , , , , , , , , , ,82E , , , , , , , , , ,73E , , , , , , , , , ,63E , , , , , , , , , ,54E , ,8557 0, , , , , , , ,33E , , , , , , , , , ,11E , , , , , , , , , ,99E , , , , , , , , , ,86E , , , , , , , , , ,73E , , , , , , , , , ,86E , , , , ,6646 0, , , , ,99E , ,8613 0, , , , , , , ,11E , , , , , , , , , ,24E , , , , , , , , , ,04E , , , , , , , , , ,15E , , , , , , , , , ,93E , , , , , , , , , ,04E , , , , , , , , , ,52E , , , , , , , , , ,74E , , , , , , , , , ,74E , , , , , , , , , ,74E , , , , , , , , , ,75E , , , , , , , , , ,75E , , , , , , , , , ,75E , , , , , , , , , ,44E , , , , , , , , , ,13E , , , , , , , , , ,83E , , , , , , , , , ,52E , , , , , , , , , ,21E , , , , , , , , , ,29E , , , , , , , , , ,37E , , , , , , , , , ,44E , , , , , , , , , ,52E , , , ,992 54, , , , , ,60E , , , , , , , , , ,61E , , , ,6257 0, , , , ,39E , , , , , , , , , ,38E , , , , , , , , , ,38E , , , , , , , , , ,04E , , , , , , , , , ,61E , , , , , , , , , ,84E , , , , , , , , , ,08E , , , , , , , , , ,86E , , , , , , , , , ,45E , , , , , , , , , ,37E-06

7 1676 0, , , , , , , , , ,13E , , , , ,577 0, , , , ,52E , , , , , , , , , ,91E , , , , , , , , , ,30E , , , , , , , , , ,18E , , , , , , , , , ,06E , , , , , , , , , ,93E , , , , ,4679 0, , , , ,81E , , , , , , , , , ,69E , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3107 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3338 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,775 83, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2405 0, , , , , , ,4381 0, , , , , , , , , ,2534 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8 82, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8957 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,9983 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,775 83, , ,24 44, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8133 0, , , , , , , , , ,0892 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,2462 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,63345

8 1566 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8777 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7209 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8 65, , , ,6451 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7134 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,55 5, , , , , , , , , , ,8697 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,9511 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,6 3, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,9397 0, , , , , , , , , ,6983 0, ,992 79, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7917 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,4934 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0316 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,9375 0, , , , , ,68461

9 1454 0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,6947 0, , , , , ,984 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,83E-04 0, , , , , , , , , ,48E-04 0, , , , , , ,803 0, , ,12E-04 0, , , , , , , , , ,48E-04-0, , , , , , ,5454 0, , ,24E-04-0, , , , , , , , , ,99E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,11E-04 0, , , , , , , , , ,67E-04 0, , , , , , , , , ,22E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,84E-04-0, , , , , , , , , ,10E-04-0, , , , , , , , , ,99E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , ,48-0, , ,24 78, , , , ,4367 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,79E-04-0, , , , , , ,0701 0, , , , , , , , , , ,33E-04 0, , , , , , , , , ,53E-04 0, , , , , , , , , ,45E-04-0, , , , , , , , , ,90E-04-0, , , , , , , , , ,13E-04-0, , , , , , , , , ,52E-04-0, , , , , , , , , ,26E-04-0, , , , , , ,0008 0, , ,26E-04-0, , , , , , ,2936 0, , , , , , , , , ,5227 0, , , , , , , , , ,8472 0, , , , , , , , , ,2174 0, , , , , , , , , , , , ,68E-04-0, , , , , , , , ,1-7,95E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,96E-04-0, , , , , , , , , ,82E-04-0, , , , , , , , , ,41E-04-0, , ,5016 0, , , , , , ,22E-04-0, , , , , , , , , ,0011-0, , , , , , ,5247 0, , , , , , , ,72448

10 1344 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0017-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,13E-04-0, , , , , , , , ,875 3,42E-04 0, , , , , , , , , ,65E-04-0, , , , , , , , ,0014-0, , , , , , , , , ,62E-04-0, , , , , , , , , ,49E-04-0, ,55 79, , , , , , , ,59E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,16E-04 0, ,6 71, , , , , , , ,51E-04-0, , , , , , , , , ,72E-04-0, , , , , , , , , ,67E-04-0, , , , , , , , , ,60E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , ,68E-04 0, , , , , , ,8157 0, , ,82E-04 0, , ,811 0, , , , , , ,47E-04 0, , ,9224 0, , , , , , ,36E-04 0, , , , , , , , , ,64E-04 0, , , , , , , , , ,41E-04 0, , , , , , ,8179 0, , ,03E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , ,0944 0, , , , , , , , , , , ,2-7,26E-04-0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,3411 0, , , , , , ,216 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,992 88, , ,984 76, , , , ,4462 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7184

11 1234 1, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,8911 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,48 74, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,0789 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,7526 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,503 0, ,1 62, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,4134 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,875 0, , , , , , , , , , , , , , , ,77495

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