采用紫外可见光谱法求取禁带宽度总结

根据紫外可见光谱计算半导体能带E gDocument number【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】根据紫外-可见光谱计算半导体能带Eg光学吸收系数满足方程：α=(A/hν)(hν-Eg)1/2，其中A 是比例常数，hν是光子能量，Eg是ZnO的能隙。

Eg可以通过画(αhν)2与hν的曲线，然后把线性部分延长到α=0得出。

这些数据先用excel计算出来，再导入origin画出曲线图，然后做切线，切线与和横坐标的交点数值就是禁带宽度在origin中做曲线的切线的话~那个切点是怎么确定的下一个画切线的插件targent，它会自动画，切点选一个最陡峭的点1.薄膜：需要的数据：薄膜厚度d，透过谱T%，并且还要知道半导体是直接还是间接型。

首先需要求吸收系数（absorption coefficiency, a）a=-ln(T%)/dAα=dhv的计算在origin里进行，大概可以使用hv=1240/(wavelength(nm))得到间接半导体：纵坐标为(ahv)^2，横坐标为hv直接半导体：纵坐标为(ahv)^(1/2)，横坐标为hv最后，做出曲线的切线（这方面我是自己拉一条直线），与横轴的交点就是Eg。

2.粉体：需要的数据：粉体的漫反射谱Rx。

同样也需要换算成吸收系数，使用a=(1-Rx)2/2Rx (这个就是Kubelka-Munk Function)。

其他的就是按照薄膜同样的方法进行了。

当然，这些方法都是近似的，其中还会存在粉体颗粒对光的散射，薄膜岛状结构对光的散射而对最后结果产生的误差，所以，在研究化学和材料方面可以作为一定知道的数据。

方法1：利用紫外可见漫反射测量中的吸光度与波长数据作图，利用截线法做出吸收波长阈值λg(nm)，利用公式 Eg=1240/λg (eV) 计算禁带宽度。

方法2：利用(Ahν)2 对 hν做图，利用直线部分外推至横坐标交点，即为禁带宽度值。

错误!未定义书签。

紫外可见分光光度计测量ZnO的光学禁带宽度【实验目的】1）了解紫外课件分光光度计的结构和测试原理;2）理解半导体材料对入射光子的吸收特性;3）掌握测量半导体材料的光学禁带宽度的方法.【实验内容】1)测试半导体光电探测材料的透射光谱；2）分析半导体材料的光学禁带宽度。

【实验器材】紫外-可见光分光光度计一台(岛津uv2600)；ZnO薄膜；空白基片。

【实验原理】1.紫外可见分光光度计当物体受到入射光波照射时,光子会和物体发生相互作用.由于组成物体的分子和分子间的结构不同，使入射光一部分被物体吸收,一部分被物体反射,还有一部分穿透物体而继续传播,即透射。

为了表示入射光透过材料的程度，通常用入射光通量与透射光通量之比来表征物体的透光性质，称为光透射率。

常用的紫外可见分光光度计能精确测量材料的透射率，测试方法具有简单、操作方便、精度高等突出优点，是研究半导体能带结构及其它性质的最基本、最普遍的光学方法之一。

紫外可见分光光度计通常由五部分组成：1）光源：通常采用钨灯或碘钨灯产生340nm到2500nm的光，氘灯产生160-375nm的紫外光。

2）单色器：单色器将光源辐射的复色光分解成用于测试的单色光.通常包括入射狭缝、准光器、色散元件、聚焦元件和出射狭缝等组成。

色散元件可以是棱镜，也可以是光栅。

光栅具有分辨本领高等优点被广泛使用。

3）吸收池:用于盛放分析试样，有紫外、玻璃和塑料几类。

测试材料散射时可以使用积分球附件；测试固体样品的透射率等可以使用固体样品支架附件。

4）检测器:检测器的功能是检测信号、测量透射光的器件.常用的有硅光电池和光电倍增管等。

光电倍增管的灵敏度比一般的硅光电池高约200倍。

5）数据系统：多采用软件对信号放大和采集,并对保存和处理数据等。

2. 禁带宽度对于包括半导体在内的晶体，其中的电子既不同于真空中的自由电子，也不同于孤立原子中的电子。

真空中的自由电子具有连续的能量状态，原子中的电子是处于分离的能级状态，而晶体中的电子是处于所谓能带状态。

二氧化钛禁带宽度的测定一、二氧化钛禁带宽度测定的重要性哎呀，咱得先聊聊为啥要测定二氧化钛的禁带宽度呢。

这二氧化钛可老有用了，在好多领域都有它的身影，像什么涂料啊，光催化啊。

它的禁带宽度就像是它的一个超级秘密武器一样，这个宽度决定了它能吸收什么样的光，进而影响它在那些应用中的性能。

比如说在光催化里，如果我们能准确测定禁带宽度，就能更好地利用它来分解污染物，让环境变得更美好呢。

这就好比你知道了一把钥匙的精确尺寸，就能更好地打开对应的锁一样。

二、测定二氧化钛禁带宽度的常见方法1. 紫外 - 可见光谱法这个方法其实还挺有趣的。

就是利用二氧化钛对不同波长光的吸收特性来测定禁带宽度。

你可以想象成二氧化钛是个小馋猫，不同波长的光就像是不同口味的食物，它会挑自己喜欢（也就是能吸收）的光来吃。

我们通过测量它吸收光的强度和波长的关系，就能算出禁带宽度啦。

不过呢，这个方法也有点小麻烦，就是要确保测量环境比较稳定，不然就像你在晃悠的船上想稳稳地端着一杯水一样难。

2. 电化学方法这电化学方法啊，就像是给二氧化钛安排了一场电力小测试。

通过在特定的电化学体系里，观察二氧化钛的电学行为，然后根据一些公式就能算出禁带宽度。

这就好比是看一个运动员在特定的比赛规则下（电化学体系）的表现（电学行为），然后根据这些表现来评判他的能力（禁带宽度）。

但是呢，这个方法对设备的要求比较高，就像你要参加一场高级别的比赛，需要有很好的装备一样。

三、测定过程中的小窍门和注意点在测定二氧化钛禁带宽度的时候啊，有好多小细节要注意呢。

首先就是样品的制备，样品要是没准备好，就像做饭的时候食材没处理好一样，后面肯定得出问题。

样品得纯净、均匀，这样测出来的数据才靠谱。

还有就是测量仪器的校准，这就像是给你的秤校准一样，要是秤不准，你怎么能准确知道东西有多重呢？而且在测量的时候，环境温度啊、湿度啊都可能会影响结果，所以要尽量保持测量环境的稳定。

这就像你在画画的时候，要是纸一直在晃，你肯定画不好，对吧？四、测定二氧化钛禁带宽度的实际意义知道了二氧化钛的禁带宽度，我们就能更好地改良它，让它在各个领域发挥更大的作用。

采用紫外可见光谱法求取禁带宽度分析禁带宽度是指固体、液体或气体中不同能级之间的能量差异。

它在材料科学、光电子学、半导体学等领域中有着重要的应用。

紫外可见光谱法是一种常用的表征禁带宽度的方法。

本文将介绍紫外可见光谱法的原理和应用，并详细描述如何使用该方法进行禁带宽度分析。

紫外可见光谱法是通过测量物质在紫外和可见光波长范围内的吸收光强，进而获得材料的吸收光谱信息。

根据实验结果，可以计算禁带宽度或带隙能量值。

在可见光谱范围内，材料吸收较强的光波段称为吸收峰，而吸收较弱的光波段称为透明窗口。

禁带宽度是指能量差异使得透明窗口出现的能带。

进行禁带宽度分析的实验流程如下：1.样品制备：选择需要分析禁带宽度的材料制备样品。

样品通常为薄膜或固体材料。

确保样品表面光洁、无杂质。

2.仪器准备：准备一台紫外可见光谱仪和所需的光源。

校正仪器零点和基线以确保准确测量。

3. 设置测量条件：根据样品类型和期望的测量结果，选择适当的波长范围和扫描速度。

一般来说，可见光谱范围为350nm到800nm，而紫外光谱范围为185nm到350nm。

4.开始测量：将样品放置在光路中，确保样品与光路垂直接触。

开始扫描，并记录吸光度和波长的信息。

5.数据处理：根据实验测量的数据，绘制吸光度和波长的曲线，并找到波长范围内的吸收峰和透明窗口。

通过计算波长范围内的光强差异，可以获得禁带宽度或带隙能量值。

应用紫外可见光谱法进行禁带宽度分析的步骤如上所述，但具体操作时还需注意以下几点：1.样品制备方面，要保证样品的表面光洁，以避免其他杂质的影响。

2.仪器操作要仔细。

在测量前，先校正仪器零点和基线。

在测量过程中，要确保样品与光路垂直接触，并避免任何干扰因素。

3.数据处理要准确。

在绘制吸光度和波长曲线时，要注意识别吸收峰和透明窗口的位置。

对于较复杂的样品，可能需要使用专业的软件进行数据处理和分析。

紫外可见光谱法是一种常用的表征禁带宽度的方法。

通过测量样品在紫外和可见光波长范围内的吸收光强，可以获得禁带宽度或带隙能量值。

紫外分光光度计测非晶态氧化锌的禁带宽度季朋飞 12011001396摘要：本文首先对紫外分光光度计工作原理、分类、结构、优点等作了一些基本的介绍。

然后在通过紫外分光光度计对非晶态氧化锌的禁带宽度作了一定的分析，进而让大家对紫外分光光度计有更加全面的了解。

关键词：氧化锌，禁带宽度，紫外分光光度计一对紫外分光光度计的介绍紫外-可见分光光度法的特点与其它光谱分析方法相比，其仪器设备和操作都比较简单、费用少、分析速度快、灵敏度高、选择性好精密度和准确度较高、用途广泛。

紫外分光光度计的原理它是利用物质的分子或离子对某一波长范围的光的吸收作用，对物质进行定性分析、定量分析及结构分析, 所依据的光谱是分子或离子吸收入射光中特定波长的光而产生的吸收光谱。

按所吸收光的波长区域不同，分为紫外分光光度法和可见分光光度法，合称为紫外-可见分光光度法。

物质对光的吸收是选择性的，利用被测物质对某波长的光的吸收来了解物质的特性，这就是光谱法的基础。

通过测定被测物质对不同波长的光的吸收强度（吸光度），以波长为横坐标，吸光度为纵坐标作图，得出该物质在测定波长范围的吸收曲线。

在吸收曲线中，通常选用最大吸收波长λmax进行物质含量的测定。

朗伯-比尔定律是紫外-可见分光光度法的理论基础。

朗伯-比尔定律：当一束平行单色光通过含有吸光物质的稀溶液时，溶液的吸光度与吸光物质浓度、液层厚度乘积成正比，即A= κ cl 式中比例常数κ与吸光物质的本性，入射光波长及温度等因素有关。

c为吸光物质浓度，l为透光液层厚度。

设入射光强度为I0，吸收光强度为Ia,透射光强度为It，反射光强度为Ir，则I0= Ia+ It+ Ir 由于反射光强度基本相同，其影响可相互抵消，上式可简化为：I0= Ia+ It 透光度：透光度为透过光的强度It与入射光强度I0之比，用T 表示：即T= It/I0吸光度: 为透光度倒数的对数，用A表示即A=lg1/T=lgI0/It。

禁带宽度的测量一、实验目的1、学习紫外分光光度计的工作原理和使用方法2、学习用紫外分光光度计测量薄膜样品的透射光谱3、能根据吸收光谱推算出材料的光学禁带二、实验内容1、用紫外分光光度计测量不同厚度的ZnO和TiO2薄膜的透射光谱2、用不同的拟合关系计算出ZnO和TiO2样品的光学禁带宽度，并与理论值比较，定它们的跃迁类型3、TiO2样品在可见光范围内的透射率为什么会出现极大极小的变化，根据这一变化推算出薄膜的厚度三、实验原理1、禁带宽度的涵义(1)、禁带宽度表示晶体中公有化电子所不能具有的能量范围(2)、禁带支付表示价键束缚的强弱2、允许的带间直接跃迁在跃迁过程中波矢改变量k0，这种跃迁为允许带间直接跃迁。

这种跃迁满足gEg如果假定仅讨论导带底以上价带顶以下较小的能量范围内光吸收过程，对于导带与价带都是抛物线的并且非简并的情况有210Egcm1412吸收系数与能量的关系服从1/2次方律。

3、禁戒的带间直接跃迁在一些情况中，k0的跃迁被选择定则L1禁止，而k0的跃迁允许，这种跃迁为禁戒的直接跃迁。

虽然在k0徙的跃迁几率为0，但是k0处仍存在一定的的跃迁几率，且跃迁几率正比于k2，此时的吸收系数为1.3104Ecmg由上式可知吸收系数主要由3/2次方律决定4、导带底和价带顶位于波矢空间不同位置的带间直接跃迁和间接跃迁这种情况是指导带底的最低能量状态和价带的最高能量状态不在k空间同一位置而发生直接跃迁。

(1)、当EgEp时，只能伴随着声子的吸收过程，吸收系数为cEgEpEe某ppkBT2(2)、对于EgEp时，既可伴随着声子的发射，也可伴随着声子的吸收。

其中伴随一个声子发射的吸收光谱为ecEgEpEp1e某pkBT2以上两式表明间接跃迁系数与入射光子的能量有二次方关系。

5、透射率、吸光度与吸收系数之间的关系吸光度A与透射率T的关系为Alg1T光吸收规律II0e某p某根据朗伯—比尔定律，A正比于为吸收系数，某为光的传播距离，四、实验装置双光束此外—可见光光度计，ZnO和TiO2薄膜样品五、实验方法1、打开分光光度计运行软件，将光谱扫描范围设为190-700nm，扫描步长为1nm，扫描方式为透射率。