韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院研究小組發(fā)現(xiàn)了一種新的公式和技術(shù)，可以同時(shí)提取主要和少數(shù)載體的信息，例如密度和遷移率以及獲得的信息。有關(guān)載流子壽命，擴(kuò)散長度和重組過程的其他見解。這一新發(fā)現(xiàn)和新技術(shù)將有助于推動(dòng)半導(dǎo)體在現(xiàn)有技術(shù)和新興技術(shù)方面的進(jìn)步。

半導(dǎo)體是當(dāng)今數(shù)字電子時(shí)代的基本組成部分，為我們提供了許多有益于我們現(xiàn)代生活的設(shè)備。要真正了解半導(dǎo)體的物理原理，了解材料內(nèi)部電荷載流子的基本特性，這些粒子是正粒子還是負(fù)粒子，它們在外加電場下的速度以及它們在材料中的堆積密度是非常重要的。

物理學(xué)家埃德溫·霍爾(Edwin Hall)在1879年發(fā)現(xiàn)了一種確定這些性質(zhì)的方法，當(dāng)時(shí)他發(fā)現(xiàn)磁場會(huì)偏轉(zhuǎn)導(dǎo)體內(nèi)部電子電荷的運(yùn)動(dòng)，并且偏轉(zhuǎn)量可以測量為垂直于電荷流動(dòng)的電壓?；魻柋话l(fā)現(xiàn)幾十年后，研究人員還認(rèn)識(shí)到他們可以通過“照相館實(shí)驗(yàn)”用光測量霍爾效應(yīng)。在這樣的實(shí)驗(yàn)中，光在半導(dǎo)體中產(chǎn)生多個(gè)載流子或電子-空穴對。

不幸的是，基本霍爾效應(yīng)僅提供了對主導(dǎo)電荷載體(或多數(shù)載體)的見解。研究人員無法同時(shí)提取兩種載體(多數(shù)和少數(shù)載體)的特性。對于許多涉及光的應(yīng)用，例如太陽能電池和其他光電設(shè)備，兩個(gè)載體的屬性信息至關(guān)重要。

韓國科學(xué)技術(shù)學(xué)院團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的光霍爾實(shí)驗(yàn)中，兩種載流子都有助于電導(dǎo)率和霍爾系數(shù)的變化。關(guān)鍵見解來自于測量電導(dǎo)率和霍爾系數(shù)隨光強(qiáng)度的變化。霍爾系數(shù)曲線隱藏在電導(dǎo)率軌跡中，揭示了重要的新信息：兩種載流子遷移率的差異。正如本文中所討論的，這種關(guān)系可以優(yōu)雅地表示為：Δµ = d(σ²H)/dσ

新開發(fā)的照相館技術(shù)允許從半導(dǎo)體中提取大量信息。與經(jīng)典霍爾測量中僅獲得的三個(gè)參數(shù)相比，這項(xiàng)新技術(shù)在每個(gè)經(jīng)過測試的光強(qiáng)度水平下最多可產(chǎn)生七個(gè)參數(shù)。這些包括電子和空穴的遷移率。它們在光下的載流子密度;重組壽命;以及電子，空穴和雙極性類型的擴(kuò)散長度。所有這些都可以重復(fù)N次(即實(shí)驗(yàn)中使用的光強(qiáng)度設(shè)置的數(shù)量)。