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Semiconductor Spectroscopy Lab.(C02-516-1)

實驗室名稱(編號)

半導體光譜實驗室 Semiconductor Spectroscopy Lab.

 

實驗室負責人:

謝振豪 副教授

 

實驗室簡介:

半導體在近代科技上扮演著重要的角色,以此為基礎發展出來的電晶體更是影響了我們的生活,而最近的光電產業中,半導體所發展出來的雷射、發光二極體及光偵測器等等更扮演著舉足輕重的地位。而因磊晶技術的進步,使我們有更多樣的材料結構可供研究。氧化鋅(ZnO)是目前已知的II-VI族半導體材料中在室溫中擁有寬能隙(3.37 eV)和相當大的激子束縛能(60 meV),在做為應用的光學元件上是非常有潛力的預備材料。目前在應用上,藍、綠光LED的主流材料是氮化鎵(GaN),其激子束縛能約24 meV,但因室溫熱能約26 meV,所以藍、綠光LED發光的機制為電子電洞電漿(Electron-hole plasma, EHP) 再結合,而想要產生EHP需要較強的激發源。另一方面,氧化鋅的激子在室溫中還是能穩定地存在,將氧化鋅應用在光電元件上,因為激子躍遷的量子效率較高,因此就不需要太強的激發功率。

本實驗室以高功率紫外光雷射為光源,用來進行寬能隙化合物半導體氧化鋅的光致螢光光譜(Photoluminescence, PL)的研究,不但可以檢測材料的磊晶品質,也可以從強激發光致螢光光譜的分析了解元件的激子發光機制,為半導體光學量測中重要的技術。另外,當寬能隙化合物半導體處於群數反轉的狀態時,會產生受激發光光譜(Stimulated Emission),處於此狀態下的半導體的光學特性與正常狀態下的特性不同,受激發光光譜的分析可以幫助半導體雷射的開發,提供一個有用的工具。本實驗室可利用高功率紫外光雷射研究寬能隙化合物半導體氧化鋅(ZnO)的受激發光的發光機制。另外,II-VI族半導體氧化鋅(ZnO)材料為一極性材料,材料中光學聲子(Optical phonon)的效應會比III-V族半導體材料更為明顯。本實驗室以光致螢光光譜為工具,研究氧化鋅中光學聲子與發光機制之間的關係。


 

MZO LT 變強度 MZO PL&Abs T-dep

 

       

 

             

實驗室儀器介紹(文字含圖片)

 

光源系統

Nd:YAG雷射系統+倍頻組

氙氣燈源

DSC01697

*重要規格:(1)Pulse width :10 ns (2) Repetition rate: 20 Hz (3) Pulse energy 340 mJ (4) Jitter ±1.5 ns (5) 1064, 532, 355, 266- nm

*重要規格:350 W

NeCu雷射(DUV laser)

 

*重要規格:(1)Pulse width :20~80 ms (2) Repetition rate: 1~20 Hz (3) 248.6-nm

 

量測系統

光譜儀及CCD

短距分光儀

*重要規格:(1) Focus length 32-cm (2) f/4.1 aperture ratio (3) Grating 600, 1200 and 2400 grooves/mm

*重要規格:(1) Focus length 15-cm (2) Grating 150 and 2400 grooves/mm

 

變溫系統

低温系統暨真空泵浦系統

*重要規格:10-300 K

 

薄膜製程與高溫退火系統

電子天秤

塗佈旋轉機

高溫爐

*重要規格:10-300 K

*重要規格:10-300 K

*重要規格:25-1100 K

 

 

實驗室成員(歷屆~迄今)

 

大學部

年度

學生

98

蘇韋綾、許紘彰、匡建勳、林冠宇、張峻偉

99

賴韋辰、蕭瑄毓、許智瑜、蔡鎮宇、阮家治、張明睿

100

陳昊、侯尚延、林坤政、蔡逸凡、蘇于巧、陳玟琳

101

黃詩涵、陳宗澤、江國禎、陳宇宏、蔡承佑、莊承翰、黃俊維、李建德、張書豪

102

林真豪、李怡婕、紀博程、卓宥男、王舜鴻、林鴻安

103

劉律慈、邱沛儒、郭馥萱、張哲晟、張雅茵

104

鄒勝傑、楊宗佑

 

碩士班

年度

學生

研究題目

99

賴彥傑

以溶膠凝膠法製作氧化鋅摻鎂之光學性質分析

100

陳俊男

氧化鋅鎂化合物半導體之激子特性

101

蔡宛君

以溶膠凝膠法製作氧化鋅薄膜之光學特性研究

102

蔡逸凡

氧化鋅鎂合金之電子-聲子交互作用研究

103

顏敏修

氧化鋅薄膜的非彈性激子-激子散射發光之研究