ESR ของวัสดุ - การตรวจจับด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า 1- | หมายเหตุการใช้งาน

ER170007

วิธีตรวจจับด้วยคลื่นสนามแม่เหล็กด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EDMR) ได้รับความสนใจในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นวิธีการตรวจหาศูนย์กลางการรวมตัวกันใหม่แบบคัดเลือก เนื่องจากการหมุนของอิเล็กตรอนที่ศูนย์กลางการรวมตัวกันอีกครั้งถูกผกผันด้วย ESR จึงสังเกตปรากฏการณ์ ESR ได้ว่าเป็นการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้า

อีดีเอ็มอาร์

ในการประเมินวัสดุอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์ มีโอกาสมากมายที่ ESR จะมีบทบาทสำคัญ เนื่องจากการหมุนของอิเล็กตรอนมีความเกี่ยวข้องในกระบวนการ เช่น การผลิตพลังงาน การจัดเก็บ และการส่ง วิธีตรวจจับด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (EDMR) สังเกตการเปลี่ยนแปลงของความต้านทานไฟฟ้าของวัสดุเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความน่าจะเป็นในการรวมตัวกันใหม่ภายใต้อิทธิพลของการผกผันของการหมุนของอิเล็กตรอนที่เหนี่ยวนำโดย ESR

เป้าหมาย EDMR

・ไดโอดเรียงกระแส
・ไดโอดเปล่งแสง
・เซลล์เชื้อเพลิง
・โซลาร์เซลล์ ฯลฯ

สำหรับวัสดุต่างๆ เช่น เซลล์แสงอาทิตย์ ไดโอดเปล่งแสง และทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม ศูนย์การรวมตัวกันใหม่จะอยู่ที่ระดับตื้น และการตรวจจับ EDMR ก็ทำได้ยากในบางครั้ง แม้ในกรณีเช่นนี้ อาจสังเกตเห็น EDMR ที่อุณหภูมิต่ำมาก

ข้อมูล EDMR

โดยใช้วิธี EDMR คาดว่าจะมีข้อมูลของวัสดุที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณสมบัติของพวกเขา

การพึ่งพาแรงดันไฟฟ้า → ลักษณะการสลับ, ความทนทาน
การพึ่งพาอคติ → ทนต่อแรงดันไฟฟ้า
ม็อด การพึ่งพาความถี่ → อัตราการรวมตัวกันใหม่
การพึ่งพาเชิงมุม → โครงสร้างข้อบกพร่อง
การขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ → กลไกการรวมตัวใหม่ ความทนทาน

การสังเกต EDMR

ในแถบต้องห้าม มีศูนย์การรวมตัวใหม่ (ระดับสิ่งเจือปน) ที่มีหน้าที่จับพาหะอื่นทันทีที่จับอิเล็กตรอนหรือโฮลหนึ่งตัวได้ สิ่งอำนวยความสะดวกในการตรวจจับสัญญาณ EDMR ของเซมิคอนดักเตอร์ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของศูนย์กลางการรวมตัวใหม่ในย่านต้องห้าม ในกรณีที่ศูนย์กลางการรวมตัวกันใหม่อยู่ที่ตำแหน่งห่างจากแบนด์ (ระดับลึก) สัญญาณ EDMR จะสังเกตได้ง่ายแม้ในอุณหภูมิห้อง ระดับความลึกส่วนใหญ่ไม่แตกตัวเป็นไอออนและอยู่ในความดูแลที่เป็นกลาง มันปล่อยอิเล็กตรอนหรือรูโดยการใช้แรงดันไฟฟ้าหรืออุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น ในจุดเชื่อมต่อ pn ที่เจือด้วยโลหะทรานซิชัน เช่น แพลทินัม (Pt) เป็นที่ทราบกันดีว่าสัญญาณ EDMR สังเกตได้ง่ายเนื่องจากจุดศูนย์กลางการรวมตัวใหม่เกิดขึ้นที่ระดับลึก [1]

รูปที่ 1 แถบพลังงาน

[1] Y. Kamigaki, T. Miyazaki, N. Yoshihiro, K. Watanabe และ K. Yokogawa (1998): สัญญาณสองสัญญาณในเรโซแนนซ์แม่เหล็กที่ตรวจพบทางไฟฟ้าของจุดเชื่อมต่อ p-n ซิลิคอนเจือด้วยทองคำขาว วารสารฟิสิกส์ประยุกต์ 84, 2193 ดอย: http://dx.doi.org/10.1063/1.368359.