6Mott–Schottky(莫特-肖特基)专题

【专题】Mott-Schottky测试及数据处理作者:jjfyj收录日期:2010-12-05发布日期:2010-11-28发现很多虫友对Mott-schottky技术提问的很多，但基本上没有明确的答复。我对此技术了解得也很少，本质上来说，Mott-schottky属于固体物理学的知识。由于本人才疏学浅，接触它也仅仅几天的时间，因此无法对Mott-schottky曲线的分析以及更加高深的部分进行解答，万望谅解。今就如何在上海辰华CHI660B电化学工作站测试Mott-schottky曲线，以及如何进行数据处理，说一下自己的经验。不当之处祈盼大牛指正，大家共同学习提高。作者：jjfyj1、Mott-schottky测试测试技术采用Impedance-Potential，如图所示：接着设置参数：我的理解是，Mott-schottky属于固定频率测试阻抗随电位的变化关系。yaya2566虫友（=2606750）liaofan33虫友（=2345087）均问到参数的设置问题。从第二张图上我们可以看到，需要设置的参数分别有初始电位，终止电位，电位增幅，幅值（对应于文献中的交流扰动信号/正弦波交流电信号），频率等等。首先，需要自己拟定合适的电位区间，大家可以去查找自己领域的文献。电位增幅，我选择的是很低的，觉得这样测定出来的数据更加准确，就像极化曲线或CV中扫速越小，曲线越精确一样，不知这样理解是否正确，留待大牛斧正。幅值，我觉得与EIS是一样的，一般选择5mV或10mV，由于Mott-schottky一般是来研究半导体型的钝化膜，10mV为宜。频率的选择，我们可以选择不同的频率做一系列曲线，如果测试频率的增加使各曲线电容值减小,表明电容对频率的依赖，Mott-schottky曲线随频率变化发生弥散现象（可参考张云莲，史美伦，陈志源的《钢筋钝化膜半导体性能的Mott_Schottky研究》和孔德生，李亮的《电容测量研究铬表面氧化膜的半导体性能》）至于直流电偏移一项，CHI660B给出的说明是：Whendccurrentishighandaccurrentislow,thesensitivitycannotbeincreasedbecausedccurrentwilloverflow.Thisproblemismoreseriouswhenthefrequencyisrelativelylow.Byapplyingdccurrentbias,itallowshigheracsignalamplification.A16-bitDACisusedforthispurpose.Ifdccurrentisnotexpectedtobelargeandthefrequencyishigh,onemaynotwanttobiasdccurrent.大家可以自行判断。最后一项是灵敏度，说明书给出的解释是Thesensitivityscalesettingisautomaticbydefault.Duringtheexperiment,thesystemteststhecurrentsizeanddeterminesthepropersensitivityscale.Itusuallyworkswell.Thesensitivityscalesettingcanalsobemanuallyoverridden.Incertaincases,itmayprovidebetterresults.因此我保留的是默认值。中间几项也采用默认数值。作者：jjfyj二、Mott-schottky曲线的显示试验完成后，显示的图形为LogZ-E图，我们可以另起改为Mott-schottky曲线形式显示。Graphics-Graphoption在Data下拉菜单中可以看到有两个Mott-schottky曲线可供选择区别在于电容的不同，一个Cs一个是Cp。下标s为series串联；p为parallel并联jruij虫友（=701502）的解释我认为是合理的。作者：jjfyj三、数据处理ldy1985虫友（[url]=2185899）和llaa虫友(=1753161)等问到了一个关键性的问题：convert之后的txt文本打开来，依然只有potential，Zr，Zi，Z和phase数据，并没有C的出现。只能在graph[/url]option中转换看到。其实，这就需要进行简单的计算了，当然不必用手工计算，我们可以在origin里自拟公式加以解决。1、首先，将convert好的txt打开删除header信息：2、在Origin中导入数据选取importsingleascii3、删除数据以上的各行假如忽略此步骤，再添加新列进行计算时，会提示1600错误4、新增两列，分别是C和1/C^2C列setvolumevalues公式为：1/C^2列计算公式为：[Lasteditedbyjjfyjon2010-12-5at09:17]作者：jjfyj5、作图以E为X轴，1/C^2为Y轴作图即得到Mott-schottky曲线：作者：jjfyj四、判断半导体类型在Mott-schottky曲线中找到直线部分，可以进行分析Mott-schottky直线的斜率小于零，说明表面氧化膜具有p型半导体特性，否则为n型当然，通过直线部分测出斜率数值外，还可以外推其截距，都可以带入Mott-schottky公式中进行进一步的处理，此处不再赘述。