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ラマン分光分析による半導体結晶構造解析(AN334)

ラマン分光分析は半導体を初めとする結晶構造の特定に対して効果的な手法です。多くの半導体研究の応用の中で、ラマン測定は構造、結合、乱れなど固体結晶格子の変化を調べる手段として利用されています。 ある半導体結晶の固有のフォノンのラマンピークは非常にシャープです。それに対し、多結晶化や非晶質化が生じるとピークが非対称になったり、広がりが生じたり、低波長側へのシフトなどでスペクトルに現れます。これらを調べることで結晶の乱れの度合いの情報を突き止められます。

下図では、結晶シリコン、ポリ結晶シリコン、非晶質シリコン中に含まれる微結晶(μc-Si)などのラマンスペクトルを示します。ラマンピークのシフトや非対称性、バンド幅は非晶質半導体における結合角の歪みや結晶の特長を測定するのに効果的です。データは多結晶シリコン中の結晶が25Åより大きくないことを示しています。

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