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yupeng2012

金虫 (正式写手)

[求助] 从M-S plot得到半导体的能级谱图的疑问 已有2人参与

最近在学习使用M-S plot, 从一本半导体书中看到了这个能级图,对于参比电极区域的Vm, 我知道Vm就是实际测定的电压,Vm的改变会使左边半导体部分的Vs发生改变,当Vs=0V时,此时的Vm=Vfb, 也就是平带电压(从,但是我想问一下参比电极部分的qVm,这个q是指什么,我测M-S时,使用的是1.0mol/L KcL溶液,参比电极是饱和甘汞电极。还有一个问题,有关参比电极的选择,假如我使用饱和甘汞电极为参比电极从M-S图中得到的Vfb=2.0V,那么转换到这个已氢标为参比的能级图上是不是就应该是-2.24V(因为饱和甘汞电极的标准电位是0.24V),也就是说这个半导体的费米能级是-2.24V,我这样的理解有没有问题,还请高手给予指点,谢谢!

从M-S plot得到半导体的能级谱图的疑问
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从M-S plot得到半导体的能级谱图的疑问-1
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nanosolar

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
你的理解基本正确。几个地方需要注意:
1. q是电荷(elementary charge)。使用qVm是因为费米能级以及导带价带是能量单位(相对于真空),而V是电位(相对于参比电极)。
2.如果相对SCE是2.0V,那么对SHE应该是2.24V。
3. 使用M-S要基于几个假设:比如测得的电容要来源于半导体的空间电荷区;在变换电位时导带和价带的边缘没有发生移动。
4楼2014-10-21 23:40:27
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nanosolar

铜虫 (初入文坛)

【答案】应助回帖

1. SCE的氢标电位是+0.24V (vs. SHE),所以2.0V (vs. SCE) 转换成氢标电位是2.24V. 由于SHE相对于真空能级是大约4.5eV,你的平带电位相对于真空能级是6.74eV。

2. q或者e只是一个基本电荷,对应于电子的电量。它不特指一个过程中的某一种电荷,和你的溶液没有关系。

» 本帖已获得的红花(最新10朵)

7楼2014-10-22 00:00:37
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普通回帖

Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
W(能量)=U(电压)×q(电荷)
参考电极的问题,平带电位相对于SCE时是2V,相对于氢标电极时,应该是2-0.24V。
Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
2楼2014-10-21 19:49:33
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yupeng2012

金虫 (正式写手)

引用回帖:
2楼: Originally posted by Jackcd12 at 2014-10-21 19:49:33
W(能量)=U(电压)×q(电荷)
参考电极的问题,平带电位相对于SCE时是2V,相对于氢标电极时,应该是2-0.24V。

您好,非常感谢您的回复,对于参考电极的2-0.24V,是不是可以这样理解,平带电位相对于SCE是2V,SCE相对于氢标是-0.24V,所以平带相对于氢标就是2-0.24V。
q是电荷这个我知道,但是什么电荷,是测M-S plot时转移的电荷吗,我的溶液是1.0mol/LKcl溶液,q值是多少?
最后算出来的W值应该是(2-0.24)*q是吧,然后标在能级图还应该加一个负号,这样做没问题吧
3楼2014-10-21 23:30:53
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Jackcd12

至尊木虫 (知名作家)

【答案】应助回帖

SCE相对于氢标(O)是+0.24V,你转换成氢标电位后就变成2-0.24V了。
对半导体能带能级的标识,物理学上习惯用能量单位eV标识,假设无穷远处能量为0,因为,所有的能级的能量都是 -X eV。而化学上,习惯用电位高度来标识能级,并以氢标为0做参考点,0点上面为负电位,下面为正电位方向。因此,你如果按化学电位标记能级的话,就不用考虑电荷q,直接写成电位就行了。

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Themoreamanlearns,themoreheknowshisignorance!
5楼2014-10-21 23:44:06
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yupeng2012

金虫 (正式写手)

引用回帖:
4楼: Originally posted by nanosolar at 2014-10-21 23:40:27
你的理解基本正确。几个地方需要注意:
1. q是电荷(elementary charge)。使用qVm是因为费米能级以及导带价带是能量单位(相对于真空),而V是电位(相对于参比电极)。
2.如果相对SCE是2.0V,那么对SHE应该是2.24 ...

您好,非常感谢您的回复,关于电位的问题,饱和甘汞电极的标准电位是0.24V,则其相对于氢标的电位是-0.24V,但是我自己并不是很明白这个,书中的原话是“使用甘汞参比电极,则其Fermi能量相对于能量零点约为-0.24V,因为手册给出的甘汞电极的标准电位为0.24V”
还有一个问题就是,q值如何确定?是测M-S plot时转移的电荷吗,我的溶液是1.0mol/LKcl溶液,q值是多少?
6楼2014-10-21 23:49:19
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yupeng2012

金虫 (正式写手)

送红花一朵
引用回帖:
7楼: Originally posted by nanosolar at 2014-10-22 00:00:37
1. SCE的氢标电位是+0.24V (vs. SHE),所以2.0V (vs. SCE) 转换成氢标电位是2.24V. 由于SHE相对于真空能级是大约4.5eV,你的平带电位相对于真空能级是6.74eV。

2. q或者e只是一个基本电荷,对应于电子的电量。它 ...

你好,关于平带相对于SHE的电位,楼上应助的说是2-0.24V,而您给出的是2+0.24V,我有点糊涂了
8楼2014-10-22 09:16:27
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yupeng2012

金虫 (正式写手)

送红花一朵
引用回帖:
5楼: Originally posted by Jackcd12 at 2014-10-21 23:44:06
SCE相对于氢标(O)是+0.24V,你转换成氢标电位后就变成2-0.24V了。
对半导体能带能级的标识,物理学上习惯用能量单位eV标识,假设无穷远处能量为0,因为,所有的能级的能量都是 -X eV。而化学上,习惯用电位高度来标 ...

你好,关于平带相对于SHE的电位,楼上应助的说是2-0.24V,而您给出的是2+0.24V,我有点糊涂了
9楼2014-10-22 09:16:58
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nanosolar

铜虫 (初入文坛)

是2.24V vs. SHE
10楼2014-10-22 16:23:37
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