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inkul

金虫 (小有名气)

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[求助] 关于semiconductor electrochemisty 和 photo-cyclic voltammograms

本人对半导体电化学实在了解不多希望有懂得人能指导下

下面第一张图是在含有Ge4+的溶液中的CVs，工作电极式Pt
第二张图是第三圈的CVs，也可以认为工作电极上已完全经覆盖了Ge

从这两幅图是否能看出电镀的Ge有photoactivity？是否能判断Ge是那种类型的半导体？
如果是n-type的话，会有positive photocurrent，negative current基本不变，但是从CV上可以明显看到negative current的增大。
如果是p-type的话，情况相反，但是CV上又可以看到positive current的增大。

还有什么信息可以从图上获得？

我对这方面实在是不懂，如果上面说有错误希望大家能指出并且不吝赐教
谢谢大家啦~

CV01.jpg

CV02.jpg

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1楼 2012-10-04 17:23:31

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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

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【答案】应助回帖

感谢参与，应助指数 +1

冲着你的重赏，也来凑个热闹！
你这个实验看似很简单，实际上涉及的知识很多，包括电化学，半导体电化学和半导体光电化学，涉及的过程也很多，因而影响结果的因素也就多了。最关键的是光照过程中光生载流子的复合和分离过程，影响光生电流的主要因素有溶液成分，半导体能带结构，半导体膜空间电荷层的结构（颗粒膜与块材的光电性质可能完全不一样），外加扫描电位的范围等。因此，这里就只能对你观察到的表观现象作一推测。
由于你是通过电沉积方法制备的Ge膜，这种膜是由Ge微粒构成（不像块体），当光照射在这种颗粒膜上时，每个Ge微粒都可以吸收光子，产生电子空穴对，每个微粒就可以同时表现出N 型和P型半导体性质，具体表现出那种性质，取决于电极反应使其中一种电荷（电子，空穴）向电解质中迁移的速度与载流子复合速度的相当快慢，以及外电场的强弱（影响光生载流子的分离）。
1. 从两个I-V图看，样品有光响应，但并能判断膜的半导体类型，也不能表明电极表面全部被Ge粒子覆盖。
2. 如你所说，如果是N-type，应该有光阳极电流，但你的两个I-V图上的阳极电流虽然都比没有光照时的电流稍大，但阴极电流更大。正常情况下，如果是N-type半导体,在溶液中没有O2的情况下，在你这个电位扫描范围内，只有阳极电流，基本上没有阴极电流（或很小）。因此，你的I-V图不能说明半导体的类型。
3. 两个图中的阴极电流总是大于阳极电流，很可能是溶液中存在的O2优先俘获光生电子的原因。
伏安法是一种定性的判断半导体类型的方法，更常用也比较准确的方法是Mott-Schottky 电容-电位曲线法，而且，你现在的方法很难判断电极表面是否已被Ge所完全覆盖。因此，建议你考虑先使用交流阻抗法，然后，摸清条件后，最后再用伏安法。