タウクプロット

非晶質Si薄膜の光学バンドギャップ（E _{Tauc約0.8 eV）を示すTauc表示。挿入図は対応する透過率／反射率スペクトルを示す。}

タウクプロット^{[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、つまりタウク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、その初期の研究において、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の局在状態による裾）に類似していることを示し、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法を提案した。 ^{[4]一般的に、タウクプロットは、}横軸（x座標）に光子エネルギーE（= hν） 、縦軸（y座標）に量（αE）^{1/2を示す。ここで、αは物質の}吸収係数である。したがって、この線形領域を横軸に外挿することで、アモルファス物質の光学バンドギャップのエネルギーが得られる。

結晶半導体の光学バンドギャップを決定するためにも同様の手順が採用されている。^[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。
• 間接的な遷移が許可される場合はr = 2
• 間接禁制遷移の場合、r = 3

参照

• バンドギャップ
• ウルバッハエネルギー

参考文献

1. Tauc, J. (1968). 「アモルファスGeおよび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).非結晶材料における電子プロセス. Clarendon Press, Oxford . ISBN  0-19-851288-0。
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。
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, Berlin. ISBN  3-540-61461-3。
6. MacFarlane, GG & Roberts, V. (1955). 「格子端近傍における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.
7. MacFarlane, GG, McLean, TP, Quarrington, JE & Roberts, V. (1958). 「Siの吸収端スペクトルにおける微細構造」. Physical Review . 111 (5): 1245– 1254. Bibcode :1958PhRv..111.1245M. doi :10.1103/PhysRev.111.1245.
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.