D4 Espectroscopia de Fotoluminescência e Absorção

Tópico

A energia de um fóton emitido ou absorvido por este material semicondutor é inversamente proporcional ao comprimento de onda desse mesmo fóton. Isso reutiliza a mesma relação entre energia do fóton e comprimento de onda já empregada por outro modelo para uma nanopartícula semicondutora de um conjunto diferente de materiais: quanto menor o comprimento de onda do fóton emitido ou absorvido, maior, de acordo com essa mesma relação inversa, a energia desse fóton. Como esse material semicondutor emite ou absorve caracteristicamente um fóton de um comprimento de onda específico, a energia desse fóton é, consequentemente, determinada por esse mesmo comprimento de onda característico.

O coeficiente de absorção desse material semicondutor, medido próximo à sua borda de banda, é ajustado usando o modelo de Tauc para obter a largura da banda proibida desse material semicondutor. Esse modelo de Tauc extrapola, até o ponto de absorção zero, a porção desse coeficiente de absorção que já aumenta acentuadamente logo acima dessa borda de banda. A energia do fóton na qual essa extrapolação cruza esse ponto de absorção zero revela diretamente a largura da banda proibida desse material semicondutor. O fato de o coeficiente de absorção deste material semicondutor aumentar mais abruptamente logo acima da borda da banda significa que o modelo de Tauc extrapola o valor dessa lacuna de energia com maior precisão.

Portanto, este modelo, com esta relação entre energia do fóton e comprimento de onda e esta lacuna de energia obtida pelo modelo de Tauc com o qual foi desenvolvido, combina a fotoluminescência e esta absorção próxima à borda da banda para determinar, em conjunto, tanto esta lacuna de energia quanto a qualidade óptica deste material semicondutor, que outro modelo deste conjunto descreve com mais detalhes: enquanto esta absorção próxima à borda da banda e este modelo de Tauc revelam esta lacuna de energia a partir do ponto de vista da energia mínima que este material semicondutor ainda absorve, esta mesma fotoluminescência revela, a partir do ponto de vista complementar da energia do fóton que este material semicondutor realmente emite quando se recombina, se existem estados de defeito abaixo desta lacuna de energia que alargam ou deslocam esta mesma emissão em relação ao que este modelo de Tauc prevê. O fato de essa emissão fotoluminescente coincidir, em energia de fóton, com essa lacuna de banda que esse modelo de Tauc já obtém a partir dessa absorção próxima à borda da banda significa que ambas as técnicas, juntas, confirmam que esse material semicondutor está, consequentemente, livre desses estados de defeito que, de outra forma, degradariam essa mesma qualidade óptica.

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