Mott-Schottky曲線得到平帶電勢

通過測試Mott-Schottky曲線得到平帶電勢

一、測試方法

在一定濃度的Na2SO4溶液中測試Mott-Schottky曲線，具體的測試方法如下：

1. 配置一定濃度的Na2SO4溶液；

2. 將一定量待測樣品分散于一定比例的乙醇與水混合液中，超聲分散后，將導(dǎo)電玻璃片浸入（注意控制浸入面積）或?qū)⒁欢繕悠返卧谝欢娣e的導(dǎo)電玻璃上，待其干燥后可進(jìn)行測試（此步驟制樣一定要均勻，盡可能薄。樣品超聲前可先進(jìn)行研磨，超聲時(shí)可在乙醇溶液中加入微量乙基纖維素或Nafion溶液）；

3. 三電極體系測試，電解液為Na2SO4溶液，參比電極為Ag/AgCl電極，對電極為鉑網(wǎng)電極，工作電極為具有待測樣品的導(dǎo)電玻璃；

4. 在一定電壓范圍(一般為-1 ~ 1 V vs Ag/AgCl)進(jìn)行測試，改變測試的頻率（一般為500、1000以及2000 Hz），得到相應(yīng)的測試曲線。具體的設(shè)置界面如圖11和圖12所示。

圖12. 測試設(shè)置界面2
二、測試數(shù)據(jù)處理

測試的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為txt格式，根據(jù)測得的數(shù)據(jù)可計(jì)算半導(dǎo)體材料的平帶電勢。對于半導(dǎo)體在溶液中形成的空間電荷層（耗盡層），可用以下公式計(jì)算其平帶電勢：

斜率為負(fù)時(shí)對應(yīng)p型半導(dǎo)體，斜率為正時(shí)對應(yīng)n型半導(dǎo)體。由于電極的電容由雙電層電容（Cdl）以及空間電荷電容（Csc）兩部分組成，且

但是一般Csc <<Cdl ，故有C= Csc = C，根據(jù)txt數(shù)據(jù)（圖 13）的第一列（E）和第三列（Z ），分別轉(zhuǎn)換為NHE電位以及Csc = C = C = -1/wZ = -1/2πfZ ，做出1/C2-E圖即可得到Mott-Schottky曲線，將直線部分外推至橫坐標(biāo)軸，交點(diǎn)即為平帶電勢。一般對于n型半導(dǎo)體，導(dǎo)帶底位置與平帶電勢一致，可認(rèn)為平帶電勢為導(dǎo)帶底位置。

圖13. 保存的txt數(shù)據(jù)

圖15. Co9S8和ZnIn2S4的Mott-Schottky曲線圖

圖16. P-In2O3和C-In2O3的Mott-Schottky曲線圖

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