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氮磷化镓(GaP:N)作为一种重要的发光二极管材料,其掺氮(N)浓度是一项非常重要的技术指标。在实验研究和工业生产中,准确测定GaP:N中的N浓度具有非常重要的意义。在已经建立的多种测量方法中,还缺少简便准确的无损检测方法。本文所研究和探讨的正是用光致发光法测量氮浓度一种新的方法。
光致发光法测量氮浓度时,光谱中通常包含比较明显的三条潜线,为孤立氮、NN1和NN3激子能级跃迁。已往测量方法的理论模型,只包含孤立氮的束缚激子态和NN1束缚激子态,测量时氮浓度也只与这两条谱线强度相关。而事实上,随着激发光强的不同,三条谱线的光强都有变化,因此我们加入了NN3能级,建立了更符合实际的激子跃迁模型。在求解速率方程时,以往只是通过系数的比较求解,而本文既比较了跃迁系数,又从粒子数守恒的角度考虑,得到的理论测量公式是线性方程,而以往的结果是曲线方程。通过实验对比,测量结果的可靠性得到了提高。T-M模型测量结果氮浓度的不确定范围在104左右,而Dou模型的测量结果会因曲线拟合而有一定的任意性,我们的模型利用线性拟合大大减少了这种不确定性。
新的方法是一种方便、快捷、无损、准确测量氮浓度的方法,由过去的指数拟合变为线性拟合,减少了测量的不确定性,对科研和生产具有一定的意义。