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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 测试表征 » TiO2薄膜光电流测试
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mcmmh2006

铜虫 (初入文坛)

[求助] TiO2薄膜光电流测试

我对TiO2薄膜进行光电流测试，发现光照前的暗电流是正的，但是光照之后光电流就变成负的，而且变化的很多，还有一点可以确定我的探针的正负极没有接反，请问会是什么问题呢？？？
谢谢！！！
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1楼 2011-05-07 11:56:04
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bytianping

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
zhaohaixing(金币+1): 谢谢回答~ 2011-05-12 18:09:11
mcmmh2006(金币+2): 2011-05-13 09:13:51
引用回帖:
Originally posted by lawyi at 2011-05-11 11:57:59:
我建议你去好好看看半导体物理的书，你看看外加电压的为正，或者负的，电流方向会出现与外在电压相反的方向吗？就算是反向截止，也有一个饱和电流啊，而且电流值是负的。继续加大外加电压，电流就可以突然掉头 ...

我之前没有按照教科书来定义电压正负方向，请见谅。如果一定要按照教科书，我之前定义的方向就得反过来了。如下：
对于pn结来说，反向截止，并有一定的饱和负电流。这点没错，不过不是我说的情况。
我讨论的情况应是外加正电压，减小空间电荷区。当正电压达到开启电压时，pn结才能导通。因此当外加正电压大于开启电压时，形成正向导通的情况，整个电路中的电流为正；当外加正电压小于开启电压时，pn结看做开路，电路中无电流。如果此时由于实际外部电路的影响（电路接法、干扰、电容充放电等），便可能测得很弱的负电流，IV曲线不经过原点，这在实际测试中很常见。
光照产生光电流，可以看做pn结内建电场变弱，甚至被击穿，因此开启电压变得很小，从而导致了典型的整流特性，电流为正。
综上，外加较小的正电压，可能测得负的弱暗电流，正的强光电流。
lz最开始说的正方向不是教科书定义的，因为哪个电极上形成肖特基势垒未知。
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Thescientistisnotapersonwhogivestherightanswers,he'sonewhoaskstherightquestions.--ClaudeLévi-Strauss
6楼2011-05-11 21:07:12
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bytianping

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
zhaohaixing(金币+1): 欢迎常来这个版块交流~鼓励回答~~ 2011-05-07 18:20:30
mcmmh2006(金币+5): 谢谢！ 2011-05-08 11:10:01
可能是因为电极和TiO2形成了一个肖特基势垒。当外加电场方向与内建电场相反，且不能抵消内建电场时，载流子移动方向由内建电场方向决定，即电子只能从n型TiO2向电极移动（电流为正），此时由于载流子浓度较低，因此电流值较小。当接收光照后，TiO2产生大量光生载流子（一般而言载流子浓度可提高三四个数量级），此时金属-半导体为欧姆接触（肖特基势垒被高浓度载流子隧穿机制破坏），电子移动方向只受外加电场作用，因此电流与之前方向相反，且电流大小提高数个量级。
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Thescientistisnotapersonwhogivestherightanswers,he'sonewhoaskstherightquestions.--ClaudeLévi-Strauss
2楼2011-05-07 16:17:40
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lawyi

金虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

mcmmh2006(金币+3): 2011-05-10 12:19:00
引用回帖:
Originally posted by bytianping at 2011-05-07 16:17:40:
可能是因为电极和TiO2形成了一个肖特基势垒。当外加电场方向与内建电场相反，且不能抵消内建电场时，载流子移动方向由内建电场方向决定，即电子只能从n型TiO2向电极移动（电流为正），此时由于载流子浓度较低，因 ...

对于这个解释，我有点疑惑，还请解答： 肖特基，在外加电压为零时，扩散电流和漂移电流已经相互抵消了，当外加电场方向与内建电场相反时，扩散电流大于漂流电流，所以总的载流子（电子）移动方向应该由外加电场的方向来决定，怎么会由内建电场方向来决定呢？
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3楼2011-05-09 10:07:11
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bytianping

金虫 (正式写手)

【答案】应助回帖

★
mcmmh2006(金币+1): 2011-05-10 12:19:17
zhaohaixing(金币+1): 鼓励交流~ 2011-05-12 18:08:55
引用回帖:
Originally posted by lawyi at 2011-05-09 11:07:11:
对于这个解释，我有点疑惑，还请解答： 肖特基，在外加电压为零时，扩散电流和漂移电流已经相互抵消了，当外加电场方向与内建电场相反时，扩散电流大于漂流电流，所以总的载流子（电子）移动方向应该由外加电场 ...

恩，肖特基也是正向导通，反向截止。外加反向电场且较小时，即反向截止。此时电子无法越过势垒，因此电流无法为负向。
为了方便理解，可以将这个肖特基结看做一个电源，那么反向外电场较小时（不能完全补偿电势），电源为正向，电流也为正；当反向外电场较大时，肖特基结被完全补偿且反向，那么电源也成了反向，电流也反了。
这是我的理解，我测ZnO时也有这种现象发生，还请大家指正。
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Thescientistisnotapersonwhogivestherightanswers,he'sonewhoaskstherightquestions.--ClaudeLévi-Strauss
4楼2011-05-09 11:46:23
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