侧向光伏效应研究

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1、请将电子版打印出来，仔细阅读，不懂之处用笔标记上，这样才算写了预习报告。老师将根据认真程度给预习分侧向光伏效应研究实验类型：近代光学设计性实验实验地点：实训中心2号楼1楼2123教室实验日期：第9-12周（第一轮），每周（例如周五）节次（例如34节）学生姓名：学号：手机号：Email:一.目的要求测量金属-氧化物-半导体Ni–SiO2–Si的侧向光伏随激光扫描点的变化关系。实验要求达到：1、理解光侧向光伏效应的现象与形成机制2、测量侧向光伏随激光扫描点X、Y坐标的变化关系3、学会用Origin软件进行数据分析与绘图4、计算出位置灵敏度、线性相关系数二.实验原理侧向光伏效应是

2、指在点照明下，在PN结、金属半导体结、半导体异质结的同一面接上外路电压而测得的光伏效应，如图1所示。激光Ni     + + +   - SiO2Si -       -   A B 扩散隧穿 隧穿扩散扩散+ + 空穴- - - - - - - 扩散 + x ζx o-L/2 L/2  - 隧穿  - - V  + 电子图1金属-氧化物-半导体结Ni–SiO2–Si侧向光伏产生原理侧向光伏效应产生的机理是：点光源照射样品，会在照射位置产生大量电子-空穴对，由于电子数密度N(r)与周围存在明显差异，会进行扩散，两个铟电极A和B收集的电荷数量不同导致电势差UAB。侧向光伏UAB

3、随激光照射点位置的变化关系为：13（1）其中K0为比例系数，L为电极间距，d为电子散射波长，x为激光点照射位置。从理论公式（1）与实验均可得到如下图所示的侧向光伏随激光扫描点x坐标的变化关系曲线：图2侧向光伏随激光扫描点x坐标的变化关系一.实验装置实验设备主要有：半导体激光器、小孔、凸透镜（焦距26毫米）、直尺、万用表、三维微位移平台、金属-氧化物-半导体（Ni–SiO2–Si）片、细铜丝、接线板、电控箱、控制软件、电脑。如图所示，激光经过小孔被卡成口径1毫米的光斑，被凸透镜聚焦到Ni–SiO2–Si的表面。Ni–SiO2–Si的硅衬底背面两只铟电极A、B上粘两根细铜丝导线

4、，分别连接到接线板上的红、黑接线柱上，细铜丝导线重量很轻，以防止拽脱落铟电极。LaserA´B´B O A x y V 图3侧向光伏的测量装置红表笔的一端插在万用表的红色插孔VΩ中，另一端插在接线板的红色接线柱内（与电极A相连）。黑表笔的一端插在万用表的黑色插孔COM中，另一端插在接线板的黑色接线柱内（与电极B相连）。13可插拔勿拔!Ni–SiO2–Si片固定在位移平台上，用电脑控制位移平台移动（切勿用手拧步进电机使其转动），激光点就会在Ni–SiO2–Si片上扫描。细微旋转此钮，可使片子的XY平面绕Z轴旋转细铜丝激光照射点Ni–SiO2–Si片X轴的步进电机Y轴的步进电机

5、勿手拧!13小孔凸透镜一.实验步骤、数据记录（红色下划线为要求记录或计算的数据）（1）设置三维位移平台的控制软件SC300运行SC300软件，进行电脑与设备的连接。下拉菜单“运行→连接”，默认是COM1→点击确定，此时基本设置和基本控制栏内会倒入SC300的内部默认参数。13设置螺距：下拉菜单“设置→电移台参数→”将X轴pitch（螺距）选项中默认的4（单位：mm）改为1（单位：mm）→点击Apply→将Y轴的pitch（螺距）选项中默认的4（单位：mm）改为1（单位：mm）→点击Apply→点击OK。13将Z轴的默认选项Rotate（转动）改为motor(移动），并将Z轴

6、的pitch（螺距）选项中默认的4（单位：mm）改为1（单位：mm）→点击Apply→点击OK以上设置完成，就可以控制平台进行移动。想让X轴电机运动，在界面上将按沉下去；想让Y轴电机运动，在界面上将按沉下去；想让Z轴电机运动，在界面上将按沉下去。然后在软件界面上输入要求步进电极转动的步数（Step）。步进电机转动1600Step，平台直线运动1毫米。步进电机每步转动使平台直线运动0.625微米。实验中，不必使平台每次移动这么小的精度，否则测量的数据点太密集。按“+”：使平台往靠近电机方向运动;按“—”：使平台往远离电机方向运动。13不要按！使平台往靠近电机方向运动使平台往远

7、离电机方向运动要求步进电极转动的步数想让Y轴电机运动，将其按沉想让X轴电机运动，将其按沉（2）激光聚焦：将凸透镜的磁性表座旋转到“OFF”，释放表座，表座的磁铁不吸钢桌面。移动凸透镜靠近Ni–SiO2–Si片。同时用电脑控制三维平台Z方向移动。凸透镜的磁性表座与三维平台之间拧了5只阻挡螺丝，只要磁性表座不越过5只阻挡螺丝，三维平台前进时就不会撞上凸透镜。阻拦螺丝调整Ni–SiO2–Si片与凸透镜的距离，用直尺测量Ni–SiO2–Si片与凸透镜的间距大致为26毫米左右（凸透镜焦距），使激光聚焦点尽可能的小，以提高扫描