タウクプロット

Taucプロット[ ^{1]は、無秩序}^[2]または非晶質^[3]半導体の光学バンドギャップ、つまりTaucバンドギャップを決定するために使用されます。

ヤン・タウク( / t aʊ t s / ) は、そのオリジナルの研究で、アモルファスゲルマニウムの光吸収スペクトルが結晶ゲルマニウムの間接遷移のスペクトル(および低エネルギーでの局在状態によるテール) に似ていることを示し、これらの結晶のような状態の光学バンドギャップを見つけるための外挿を提案しました。^[4]通常、タウクプロットでは、横軸 (x 座標) に量 hν (光子エネルギー)、縦軸 (y 座標) に量 (αhν) ^{1/2 が表示されます。ここで、α は材料の}吸収係数です。したがって、この線形領域を横軸に外挿すると、アモルファス材料の光学バンドギャップのエネルギーが得られます。

同様の手順が結晶半導体の光学バンドギャップを決定するために採用されている。^[5]ただし、この場合、縦軸は (α) ^1/rで与えられ、指数^{1/r は}遷移の性質を表す: ^[6]^、^[7]^、^[8]

直接遷移が許容される場合、r = 1/2
直接禁制遷移の場合、r = 3/2 です。
間接的に許容される遷移の場合、r = 2
間接禁制遷移の場合、r = 3

再び、結果として得られるプロット（多くの場合、誤ってTaucプロットと識別されます）には明確な線形領域があり、それを横軸に外挿すると、材料の光学バンドギャップのエネルギーが得られます。^[9]

参照

参考文献

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^ Mott, NF & Davis, EA (1979).非結晶性材料における電子プロセス. Clarendon Press, Oxford . ISBN 0-19-851288-0。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)
^ Street, RA (1991).水素化アモルファスシリコン. Cambridge Univ. Press, Cambridge. ISBN 0-521-37156-2。
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[1] Tauc, J. (1968). 「アモルファスGeとSiの光学特性と電子構造」. Materials Research Bulletin . 3 : 37–46. doi :10.1016/0025-5408(68)90023-8.

[2] Mott, NF & Davis, EA (1979).非結晶性材料における電子プロセス. Clarendon Press, Oxford . ISBN 0-19-851288-0。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[3] Street, RA (1991).水素化アモルファスシリコン. Cambridge Univ. Press, Cambridge. ISBN 0-521-37156-2。

[Tauc,_J._et_al.-4] Tauc, J.; Grigorovici, R.; Vancu, A. (1966). 「アモルファスゲルマニウムの光学特性と電子構造」. Physica Status Solidi B. 15 ( 2): 627. Bibcode :1966PSSBR..15..627T. doi :10.1002/pssb.19660150224. S2CID 121844404.

[5] Yu, PY & Cardona, M. (1996).半導体の基礎. Springer, ベルリン. ISBN 3-540-61461-3。{{cite book}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[6] MacFarlane, GG & Roberts, V. (1955). 「格子端付近のゲルマニウムの赤外線吸収」. Physical Review . 97 (6): 1714–1716. Bibcode :1955PhRv...97.1714M. doi :10.1103/PhysRev.97.1714.2.{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[7] MacFarlane, GG, McLean, TP, Quarrington, JE & Roberts, V. (1958). 「Siの吸収端スペクトルの微細構造」. Physical Review . 111 (5): 1245–1254. Bibcode :1958PhRv..111.1245M. doi :10.1103/PhysRev.111.1245.{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク)

[8] Davis, EA; Mott, NF (1970). 「非結晶系における伝導 V. アモルファス半導体における伝導性、光吸収、光伝導性」. Philosophical Magazine A. 22 ( 179): 903–922. Bibcode :1970PMag...22..903D. doi :10.1080/14786437008221061.

[9] Zanatta, AR (2019). 「半導体の光バンドギャップの再検討と、その決定に対する統一的な方法論の提案」。Scientific Reports . 9 (1): 11225–12pp. Bibcode :2019NatSR...911225Z. doi : 10.1038/s41598-019-47670-y . PMC 6677798. PMID 31375719 .