一次完成   最新CLIMAT測量法縮短半導體運用評估期

編譯／高晟鈞

不論是太陽能電池、電晶體、偵測器、感應器還是LED，都是由半導體材料製成。當其受到光激發時，光子會將電子「敲出」其軌域形成「電洞」；隨後電子將會在材料中移動，直到一段時間後再次被捕獲。

而不論是電洞（帶正電的粒子）或是電子（帶負電的載子）的行為、擴散距離（在材料中移動直到再次被捕獲的平均距離）和壽命通常存在數個量級的差異，因此到目前為止，必須使用不同方法確定每個電荷類型的特性參數。

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所有測量，一次滿足

近日，Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB)研究中心開發出了一種全新的測量方法：CLIMAT，可以在單次測量中記錄正負電荷的14種特性參數。恆定光誘導磁傳輸（Constant Light-Induced Magneto-Transport, CLIMAT）是一種基於霍爾效應的測量技術，使用垂直穿過樣品的磁場和恆定光源來進行電荷分離。電荷會沿著電場移動，並根據其質量、遷移率與其他特性，受到垂直電場影響而發生偏轉（霍爾效應）。

測試不同半導體材料

CLIMAT問世不只幫助科學家了解電荷傳輸的複雜機制；更重要的是，大幅縮短了新型半導體材料應用的評估時間，像是太陽能電池或其他裝置的適用性與潛力。

目前，HZB已經與美國、瑞士、英國和烏克蘭等來自不同國家的機構合作，並運用該技術來測試總共12種，包括矽、鹵化物鈣鈦礦薄膜、Y6等有機半導體、半絕緣體、奈米顆粒等截然不同的半導體材料。

CLIMAT已於今年2024年年初獲得了歐洲專利局批准，專利號為EP23173681.0，研究團隊已經開始與許多公司進行商業談判，並試圖進一步將其整合在體積約等同於一台筆記型電腦大小的裝置上。

資料來源:ScitechDaily

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