紫外可見分光光度計和積分球附件在半導體材料性能 研究中的應用

關(guān)鍵詞 
紫外光度計，積分球，二氧化碳，禁帶寬度，半導體改性

背景 
二氧化鈦（TiO2）因為其的光催化效果、化學穩(wěn)
定性、無毒無害、價格低廉等優(yōu)勢成為材料科學領域 的研究熱點。目前TiO2可應用于太陽能存儲與利用、
污水處理、空氣凈化等領域，被認為是具有發(fā)展前 景的半導體材料。但是由于TiO2比較寬的禁帶寬度 [Eg=(3.0-3.2)eV]，只有少量太陽光中的紫外光（3%-5%）能夠使二氧化鈦激發(fā)，這限制了半導體材料TiO2
的實際應用。為了能夠增加其對可見光的相應，人們 不斷通過金屬與非金屬摻雜對TiO2進行了改性研究，
降低其帶隙能級，實現(xiàn)了可見光激發(fā)。 
賽默飛Evolution220紫外可見分光光度計搭配ISA-220 積分球附件和Insight操作軟件，根據(jù)掃描改性后的二 氧化鈦粉末樣品得到的反射光譜，通過在Insight軟件
中進行導數(shù)處理和峰識別，可快速計算材料的禁帶寬 度，便于科學研究的進行。

方法 
采用積分球附件收集改性后的二氧化鈦粉末材料的反 射光譜，利用Insight軟件自帶的導數(shù)分析和峰識別功 能，求出zui大波長λmax，帶入下列公式即可計算出 禁帶寬度值Eg。
Eg=hc/λmax
其中h=4.13567 x10-15 eV•s , c=3x1017 nm/s

利用Insight數(shù)據(jù)處理功能對譜圖求導，得到導數(shù)譜
圖。

使用Insight軟件自帶的峰選取功能求出zui大吸收波
長。

將識別出的zui大吸收波長502.9nm代入公式Eg=hc/λmax中 進行計算，其中h=4.13567 x10-15 eV•s , c=3x1017 nm/s, 得 出Eg=2.47 eV。Eg變小，吸收邊緣向長波方向移動，光學帶
寬發(fā)生紅移。
 

結(jié)論：
使用Thermo Scienti?c Evolution220紫外可見分光光度計搭配 ISA-220積分球附件和Insight操作軟件，可用于半導體材料性 能研究，快速測試樣品的禁帶寬度。