目的
要表征半导体中的体极化现象（如体光电效应（BPVE）），需要在样品上制备两个电接触，这不可避免地会在半导体-金属界面引入额外缺陷，这对高电阻率的超宽带隙半导体而言尤为困难。
解决方案
采用开尔文探针的表面光电压（SPV）光谱法是一种无损、非接触的方法，用于表征掺碳 GaN 单晶中接触电位差（DCPD）的变化。 通过设计一种能够测量高达 ± 200 V DCPD 的独特装置，无需沉积电接触即可检测到较大的光电压。
应用示例
GaN 的带隙为 3.4 eV。例如，图 1 显示了碳掺杂 GaN 晶体 (GaN:C) 的 DCPD 光谱。 相应的 SPV 信号在 3 eV 时超过 13 V，即在某些缺陷态的激发下，SPV 信号远大于根据带隙预测的值（更多详细信息请参见 [1]）。 在带隙附近发现了 DCPD 方向的变化和导数中的特征。 在更高强度的激光二极管（445 nm）激发下，碳浓度为 9×1018 cm-3 的 GaN:C 获得了最大信号，约为 23 V，远远超过了带隙（图 2）。
![Fig.1: Spectra of DCPD and its deriva-tive for a GaN:C crystal. SPV signals are much larger than the band gap for excita-tion in the defect range (data after [1]).](/fileadmin/_processed_/2/7/csm_spectra_spv_bd873424b5.png)
Fig.1: Spectra of DCPD and its deriva-tive for a GaN:C crystal. SPV signals are much larger than the band gap for excita-tion in the defect range (data after [1]).
Fig. 2: Time dependence of DCPD of a GaN:C crystal measured during illumination with a laser diode at 445 nm and after switching off illumination.
参考资料
[1] Levine, I. 等. “通过异常表面光电压光谱揭示碳掺杂氮化镓中的体光电效应.” 《物理评论B》 101 (2020) 245205.
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