[发明专利]一种通过光电响应获得低维纳米器件物理参数的设备

权利要求书

1.一种通过光电响应获得低维纳米器件物理参数的设备，其特征在于，包括：

光源，用于照射低维纳米器件；

电流检测单元，用于检测所述低维纳米器件在不同光强照射下产生的光电流，以及检测所述低维纳米器件在无光源照射下产生的暗电流；

光强与电流关系获取单元，用于获取不同光强与相应光电流之间的关系；

参数获取单元，用于根据光强与电流关系对公式(1)进行拟合从而获取参数和的值，

计算单元，用于根据所述参数的值及公式(2)计算获得所述低维纳米器件的少数载流子寿命τ₀，

所述计算单元还根据经验预设理想因子η和所述参数的值及公式(3)、(4)、(6)计算获得所述低维纳米器件的耗尽区宽度，掺杂浓度以及迁移率，

I_dark＝μ_ppqE_chH_chW_ch (4)

上述公式中，I_ph为纳米器件的光电流，P_light为光照强度，为耗尽区因光照缩小为零时的光生电流，即临界光电流，η为理想因子，该理想因子的范围为[1,2]，通常在1.5附近，k为玻尔兹曼常数，T为温度，q为单位电荷，V_bio为无光照即暗场时表面电势，暗场表面电势与表面耗尽区宽度服从下列关系这里N_A是掺杂浓度，ε_s是半导体的介电常数，W_dep为表面耗尽区宽度；为临界光强，即漏电流密度与耗尽区上的光电流密度相等时的光照强度，α为硅纳米线的光吸收系数，为光子的能量，H为纳米线物理高度，n_i为本征半导体电子浓度；I_dark为暗电流，W_ch为纳米线沟道的宽度，H_ch为纳米线沟道的厚度,A_ch是导电沟道的横截面积，表达式是导电沟道横截面积对耗尽区宽度的导数，“||”表示对两竖线中间的变量取绝对值；μ_p为空穴迁移率，p为多子浓度，E_ch为电场强度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括载物台，位于所述光源照射前方，用于放置待测的所述低维纳米器件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述光源为激光器或单色光源。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述低维纳米器件中的电流包括暗电流和光电流。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述低维纳米器件包括纳米线、纳米带和薄膜。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述计算单元根据少数载流子寿命及公式(5)计算获得表面复合速率V_srv

公式(5)中，τ_b半导体体内的少子复合速率，SVR是表面积-体积比，τ_b是已知参数。