정적, 과도 또는 변조된 광 여기 장단점

시간 분해 또는 주파수 변조 표면 광전압 분광법(SPS)은 표면 광전압(SPV)의 스펙트럼 의존성을 시간 분해/주파수 변조 방식으로 측정하는 것을 기반으로 합니다. 이는 강력한 비파괴 및 비접촉 특성 분석 방법입니다. 이 방법은 주로 벌크 재료, 박막 및 헤테로구조의 전자 전이와 광학적 특성을 연구하는 데 사용됩니다. 높은 감도와 실온 측정 가능성은 SPV 방법의 주요 장점입니다. 또 다른 장점은 조사 대상 시료에 전면 접점을 형성할 필요가 없다는 점입니다. 일반적으로 측정을 위해 시료를 별도로 준비할 필요가 없으므로, 다양한 대기 조건 하에서 넓은 온도 범위 내에서 작동/공정 조건 하의 시료를 조사할 수 있습니다. 정보의 깊이, 즉 벌크 특성을 추출할 수 있는 가능성은 빛의 투과 깊이와 확산 길이에 의해 제한됩니다. 광 투과, 심준위 과도 분광법, 광발광 또는 라만 분광법 등(이에 국한되지 않음)의 다른 분광학적 방법과 비교할 때, 시간 분해/주파수 변조 SPS 또는 SPV(고정 파장) 방법은 빠르고 간편하여, 생산 현장에서 시료 품질에 대한 결정을 내리는 데 이상적인 도구입니다. 우리는 3가지 서로 다른 여기 모드를 구분하지만, 이 모든 모드의 공통점은 이상적인 조건 하에서 시료 내 상태의 이완 특성을 분해할 수 있다는 점입니다.

정적 SPV 측정은 광생성 캐리어의 공간적 분리를 초래하는 모든 빠르거나 느린 과정에 민감합니다. 시료는 SPV 신호의 포화가 관찰될 때까지 조명을 쬐고, 그 후 조명을 끕니다. 1) 정적 SPV 신호와 2) 시간 분해 이완 시간을 측정하면 물질의 상태에 대한 많은 유용한 정보를 얻을 수 있습니다.

고정된 커패시터 배열에서 변조된 조명을 사용하여 수행되는 SPV 측정은 SPV 신호의 미세한 변화에 매우 민감합니다. 또한, 변조 주파수를 따라갈 수 있는 SPV 신호만이 측정된 신호에 기여합니다. 변조 주기보다 훨씬 긴 이완 시간을 갖는 과정의 응답은 단순히 필터링되어 제거됩니다.

가장 민감한 SPV 측정법은 과도 측정법으로, 서로 다른 펄스 폭을 가진 조명 펄스 뒤에 SPV 신호의 감쇠를 시간에 따라 측정하는 방식이다. 이를 통해 나노미터 범위의 전하 분리 거리를 조사할 수 있다. 이는 물질 내 표면 또는 터널링이 지배적인 과정에 특히 중요하다.