четверг, 31 октября 2019 г.

Определение ширины запрещенной зоны

В этой заметке мы разберем метод определения ширины запрещенной зоны полупроводника методом Tauc plot Для этого нам понадобится коллоид наночастиц Cu2O. Запишем его спектр оптического поглощения.
Пересчитаем его в координатах $h\nu$ и $(\alpha h\nu)^{1/r}$ с помощью Gnuplot
Всё это делается следующими командами Gnuplot:
plot [200:800] 'Cu2O-UV' u 1:2 w l
f(x) = a*x + b
fit [2.6:5.4] f(x) 'Cu2O-UV' u (1239.84/$1):(($2*1239.84/$1)**2.0) via a, b
plot [1.4:5.5][0:] 'Cu2O-UV'' u (1239.84/$1):(($2*1239.84/$1)**2.0) w l, f(x)
Мы вычислили ширину запрещенной зоны для прямого (оптического) разрешенного перехода ($1/r=2$), т.е. direct allowed transitions Которая в нашем случае составила для наночастиц Cu2O величину примерно 2.7 эВ. Исходный спектр наночастиц приведён ниже.
УФ-спектр поглощения наночастиц Cu2O в воде
#Wavelength (nm), Abs           
800.0065308     0.01255773753           
799.0047607     0.01218323782   
798.0027466     0.01219668239   
797.0001831     0.01253567543   
795.9973755     0.01253399719   
794.9940796     0.01296904404   
793.9903564     0.01214655396   
792.9862061     0.01250969805   
792.0164185     0.0135039594    
791.0114746     0.01286672056   
790.0062256     0.01290997211   
789.0004883     0.01305279788   
787.9944458     0.0125807859    
786.987915      0.0130309239    
786.0158081     0.01278518885   
785.0085449     0.01281648781   
784.0008545     0.01323791314   
782.9927979     0.01318590343   
781.984375      0.01365568861   
781.0102539     0.01331232395   
780.0010986     0.01353285369   
778.991394      0.01332254708   
778.0162354     0.01390814502   
777.0058594     0.01335658133   
775.9950562     0.01409311779   
774.9838257     0.0137343118    
774.0071411     0.01386717241   
772.9951172     0.01411656942   
771.9828491     0.01425818726   
771.0049438     0.01449209731   
769.9918823     0.01421974879   
769.0133667     0.01449563075   
767.9994507     0.01421009284   
766.9851685     0.01431409828   
766.0054321     0.01427431777   
764.9904175     0.01469930355   
764.0100098     0.01491946634   
762.9942017     0.01480291598   
762.0131226     0.0144878421    
760.996521      0.01485190634   
760.0147095     0.01523965318   
758.9973755     0.01526694745   
758.0147705     0.01522278972   
756.9967041     0.01474587061   
756.0134277     0.0149769634    
754.9945679     0.01559713017   
754.010498      0.0152889872    
752.9909668     0.01539904345   
752.0061646     0.01548933052   
750.9858398     0.01522563118   
750.0003662     0.01579884999   
749.0144653     0.01544944197   
747.993042      0.01573120616   
747.0064697     0.01572175883   
745.984314      0.01584682427   
744.9970093     0.01605798118   
744.0093994     0.01611122303   
742.986084      0.01628071629   
741.9977417     0.01606273651   
741.0090332     0.01629778184   
739.9846191     0.01623089425   
738.9951782     0.01637296006   
738.0054932     0.01652152836   
737.0153809     0.01672308519   
735.989563      0.01651633717   
734.9987183     0.01687960327   
734.0075073     0.01710722968   
733.0160522     0.01714875177   
731.9887085     0.0169135686    
730.996521      0.01691623218   
730.0039673     0.01719504409   
729.0110474     0.01724174619   
727.9822998     0.01751605235   
726.9887085     0.01720902324   
725.994751      0.0174853541    
725.0004883     0.01768118702   
724.0057983     0.01791956648   
723.0108643     0.01785682328   
722.0155029     0.01784937829   
720.984314      0.01792501472   
719.9883423     0.01779915951   
718.9919434     0.01790211163   
717.9953003     0.01830177382   
716.99823       0.01826988719   
716.0009155     0.01829729229   
715.0031738     0.01874212548   
714.005127      0.01859150082   
713.0067749     0.01836093515   
712.0081177     0.01848198287   
711.0090332     0.01882881299   
710.0096436     0.01875728928   
709.0098877     0.01897573471   
708.0098267     0.01897446252   
707.0094604     0.01919783279   
706.008728      0.01928141713   
705.0077515     0.01934753172   
704.0062866     0.0195805449    
703.0045776     0.01946081594   
702.0025635     0.01961572282   
701.000061      0.01967197657   
699.9974365     0.02019479685   
698.9943848     0.02007281035   
697.9910278     0.0199986957    
696.9873047     0.02028426901   
695.9832764     0.02009731904   
695.0147705     0.02053797618   
694.0101318     0.02018847875   
693.005127      0.02062222548   
691.9997559     0.0205725804    
690.9940796     0.02087914571   
689.9881592     0.02096962743   
689.0177612     0.02111510187   
688.0111694     0.02122754231   
687.0041504     0.02149066888   
685.9968872     0.02144301869   
684.9893188     0.02157159336   
684.017395      0.02141171694   
683.0091553     0.02139314264   
682.0006714     0.02195215598   
680.9916992     0.02219744213   
679.982605      0.02200016193   
679.0090942     0.02228021435   
677.9992676     0.02210335247   
676.9890747     0.02252617665   
676.0147705     0.02261212096   
675.0039673     0.02257498167   
673.9928589     0.02293606661   
673.0177002     0.02245635912   
672.0059204     0.02308834344   
670.9938965     0.02286119014   
670.0176392     0.02327197045   
669.0050659     0.02328958549   
667.9920654     0.02335617878   
667.0149536     0.02344786189   
666.0014038     0.02376376279   
664.9874878     0.0238016881    
664.0095215     0.02386964485   
662.9949951     0.02396050468   
662.0164795     0.02422679774   
661.0012817     0.02447854728   
659.9858398     0.02476848103   
659.0063477     0.02478029206   
657.9902954     0.02475190163   
657.0101929     0.02486309409   
655.9935913     0.02503217198   
655.0129395     0.02538087033   
653.9956665     0.02541234903   
653.0144653     0.02567500249   
651.996582      0.0256686043    
651.0147705     0.02554625086   
649.9962769     0.02593149617   
649.013855      0.0260120444    
647.994812      0.02634021454   
647.0117798     0.0264705494    
645.9921875     0.02660194412   
645.0084839     0.02649333142   
643.9883423     0.02697256394   
643.0042114     0.02722307108   
641.9832764     0.0270539932    
640.9985962     0.02723329701   
640.0135498     0.02735973895   
638.9918213     0.02774118818   
638.0062866     0.02797165327   
636.9839478     0.02804664336   
635.9977417     0.02823406458   
635.0114136     0.02833410539   
633.9881592     0.02852886543   
633.0011597     0.02862814441   
632.013916      0.02882809937   
630.9898682     0.02895542234   
630.0020142     0.02926336601   
629.013916      0.02936372906   
627.9889526     0.02950569615   
627.0002441     0.02971877903   
626.0113525     0.02983202785   
624.9855347     0.03016354144   
623.9960327     0.03013365902   
623.0062256     0.03032914363   
622.0162354     0.03061634302   
620.9892578     0.03083049878   
619.9986572     0.0308754947    
619.0077515     0.03108630143   
618.0166626     0.03135196492   
616.9885254     0.03150791675   
615.9968262     0.03184898943   
615.0048828     0.03189952299   
614.0126953     0.03209290653   
612.9834595     0.03255640343   
611.9906616     0.03241039068   
610.9976196     0.0326844044    
610.0043335     0.03288466856   
609.0106812     0.0332332775    
608.0168457     0.03345035017   
606.9859619     0.03378813714   
605.9915161     0.03373643383   
604.9969482     0.0341822803    
604.0020142     0.03433927894   
603.0068359     0.03444056958   
602.0113525     0.03497575969   
601.015686      0.03504571319   
599.9827881     0.03524816781   
598.9865112     0.03563725948   
597.9900513     0.03583759815   
596.9932251     0.0359008275    
595.9961548     0.03613237664   
594.9989014     0.03643836081   
594.0014038     0.03700096905   
593.00354       0.03720205277   
592.0054321     0.03721034154   
591.0071411     0.03741646186   
590.0084839     0.03777129948   
589.0096436     0.03812450171   
588.0105591     0.038303148     
587.0111694     0.03862968087   
586.0115356     0.03893264383   
585.0116577     0.03915283829   
584.0115356     0.03956064582   
583.0111694     0.03984799981   
582.010498      0.03996400535   
581.0095825     0.04025168717   
580.0084229     0.0405857414    
579.006958      0.04098618776   
578.0053101     0.04119595885   
577.0033569     0.04158967361   
576.0012207     0.04182969034   
574.9987793     0.04217999429   
573.9960938     0.04247548431   
572.9931641     0.04265424609   
571.9899292     0.04301890731   
570.9865112     0.04338707402   
569.9828491     0.04367044941   
569.0160522     0.04403888434   
568.0119019     0.04455630109   
567.0074463     0.04462853074   
566.0027466     0.04513696954   
564.9978638     0.04567059129   
563.9926758     0.04583427683   
562.9872437     0.04619689286   
561.9816284     0.04647484794   
561.0129395     0.0469233878    
560.0068359     0.04736566544   
559.0003662     0.04789697379   
557.9937744     0.04808093235   
556.9868774     0.04858992994   
556.0170288     0.04902373627   
555.0095825     0.0492442362    
554.0020142     0.04967173189   
552.9942017     0.05007870495   
551.986145      0.05037406459   
551.0151367     0.05099974573   
550.0065308     0.05135813728   
548.9977417     0.05164206773   
547.9887085     0.05228476226   
547.0167236     0.05259138718   
546.0073242     0.05308455229   
544.9974365     0.05347757787   
543.9874878     0.05408833548   
543.0147095     0.0545225963    
542.0042114     0.05512821674   
540.9934692     0.05529350415   
539.9825439     0.05591556802   
539.0088501     0.05649780855   
537.9974365     0.05688458309   
536.9857178     0.05744938925   
536.0112915     0.05786782876   
534.9992676     0.05855218321   
533.9869385     0.05906975642   
533.0118408     0.05951721966   
531.9990234     0.06014343724   
530.9859619     0.06079196557   
530.0102539     0.06130618975   
528.9965270     0.0624561049    
527.0066528     0.06295644492   
525.9924316     0.06359872967   
525.015564      0.06417462975   
524.0010376     0.06487485766   
522.986145      0.06550232321   
522.008667      0.06605187804   
520.9933472     0.0668611154    
520.0154419     0.06744816154   
518.9996338     0.06822665781   
517.9837036     0.06887964159   
517.0050659     0.06944867224   
515.9887085     0.07041721791   
515.0097046     0.0709015578    
513.9927368     0.07171079516   
513.0134277     0.07245271653   
511.9960632     0.07326298207   
511.0162048     0.07398687303   
509.9984131     0.07491657138   
509.018158      0.07569009811   
508.0000305     0.07657518983   
506.9815674     0.07765888423   
506.0006714     0.07825426757   
504.981781      0.0792080611    
504.0004883     0.08016499132   
502.9811707     0.08133704215   
501.9994507     0.08223600686   
501.0174866     0.08315198869   
499.9975281     0.084142223     
499.0151978     0.08521377295   
497.9947815     0.08622671664   
497.0120239     0.08736762404   
495.991272      0.08837035298   
495.0080872     0.08980119973   
493.9868774     0.09094394743   
493.0032043     0.09230054915   
491.9815674     0.09336166084   
490.9975891     0.09461408108   
490.0133667     0.09621798247   
488.9911499     0.09751337767   
488.0064697     0.09872315079   
486.9838257     0.1001481488    
485.9988403     0.1017531902    
485.0135498     0.1032905579    
483.9902649     0.1047433689    
483.0046387     0.1062881351    
482.0187683     0.108003296     
480.9949036     0.1098260134    
480.008667      0.1117500216    
478.984314      0.1135132164    
477.9977112     0.1153559536    
477.0108948     0.1173111126    
475.9859619     0.1194883958    
474.9987183     0.1213757768    
474.0112915     0.1235824302    
472.9858093     0.1256736517    
471.9979553     0.127500087     
471.0099792     0.1299407184    
469.9837952     0.1322698444    
468.9954834     0.1343719959    
468.006897      0.136580646     
467.018158      0.1388962567    
465.9912109     0.1415064037    
465.0020447     0.1440091878    
464.0127563     0.1463292092    
462.9851379     0.1490950286    
461.9954224     0.1514825821    
461.0054932     0.1537575722    
460.0154419     0.1561527997    
458.9870911     0.1589318961    
457.9966125     0.1613219082    
457.0059814     0.1637553275    
456.0151367     0.1664267927    
454.9860229     0.1690883189    
453.994812      0.1714437157    
453.0033875     0.1735293865    
452.0117798     0.1763572991    
450.981842      0.1790753901    
449.9898987     0.1813954711    
448.9977417     0.1837027669    
448.0054626     0.1859440804    
447.0129395     0.1882166415    
445.9820862     0.1905896664    
444.9892273     0.1927859038    
443.9961243     0.1947074085    
443.0028687     0.1970398128    
442.009491      0.1992138922    
441.0158691     0.2012152523    
439.9838867     0.2031671405    
438.9899292     0.2050726712    
437.9957886     0.2070022821    
437.0014648     0.2088708282    
436.0069885     0.2107375115    
435.0123291     0.2125622183    
434.0174561     0.2143542022    
432.9841309     0.2159832418    
431.9889221     0.2178158909    
430.9935608     0.2195139378    
429.9979858     0.220932737     
429.0022583     0.2225941569    
428.0063477     0.2242125869    
427.0102844     0.2257309854    
426.0139771     0.2276166826    
425.0175781     0.2288288921    
423.982666      0.2304789126    
422.9858398     0.2320256829    
421.9888916     0.2335039675    
420.9917908     0.2351029813    
419.9945068     0.2363699824    
418.9969788     0.2378083616    
417.9993286     0.2392594665    
417.0015564     0.2407241017    
416.0036011     0.2423740774    
415.0054321     0.2437465191    
414.0071106     0.2451779395    
413.0086365     0.246764943     
412.0099792     0.2483499199    
411.0111389     0.2500455678    
410.0121765     0.2512839437    
409.013031      0.2528226078    
408.0136719     0.2545606494    
407.0142212     0.2561466098    
406.0145569     0.2576802075    
405.0147705     0.2591069043    
404.0147705     0.2607487738    
403.0146179     0.2624567449    
402.0143433     0.2641362548    
401.0138245     0.2659447491    
400.0132141     0.2674967051    
399.0124207     0.2694134712    
398.0114441     0.2710880041    
397.0103149     0.2728696764    
396.0090637     0.2747395039    
395.0075989     0.2765857279    
394.006012      0.2783995569    
393.0042419     0.2802259624    
392.0023193     0.2822113633    
391.0002441     0.284006536     
389.9979858     0.2859140635    
388.995575      0.2875141501    
387.9930115     0.289519608     
386.9902954     0.2915418446    
385.9874268     0.293518573     
384.9844055     0.2952962816    
383.9812012     0.2969563305    
383.0164795     0.2988653183    
382.0129395     0.3008533716    
381.0093384     0.3028095365    
380.0054932     0.3045793474    
379.0015564     0.306284368     
377.9974365     0.3083942533    
376.9931641     0.3102215528    
375.988739      0.3120807409    
374.9841614     0.3139910102    
374.0180969     0.3155599535    
373.0132446     0.3174476624    
372.0082092     0.3195008636    
371.0030518     0.3214408755    
369.9977112     0.3231185675    
368.9922485     0.3245065808    
367.9866028     0.3264555335    
366.980835      0.3282990754    
366.0136108     0.3302026391    
365.0075378     0.3315865397    
364.0013123     0.3329133391    
362.9949646     0.3345375359    
361.9884338     0.3360665441    
360.981781      0.3373195529    
360.0137024     0.3387392163    
359.0067749     0.3398883939    
357.9996948     0.3413062096    
356.9924316     0.3423948288    
355.9850769     0.343518883     
355.0162659     0.3446127176    
354.008606      0.3455503881    
353.0007935     0.3462450802    
351.9928589     0.3474620581    
350.9847412     0.3481847942    
350.0152588     0.3487376571    
349.0069275     0.3493920267    
347.9983826     0.3500837684    
346.9897461     0.3506371379    
345.9809265     0.3509123623    
345.0108337     0.3514224589    
344.0017395     0.3517419696    
342.9925232     0.3519333899    
341.9831543     0.3521957397    
341.0124817     0.3520888388    
340.0028687     0.3525113463    
338.993103      0.3524944186    
337.9832153     0.3527641892    
337.0120239     0.3526249826    
336.0018311     0.3524917662    
334.9915466     0.3524803817    
333.9810791     0.3526809216    
333.0093689     0.3527384698    
331.9986877     0.3528383374    
330.9878235     0.3529728055    
330.0157471     0.3528104722    
329.0046082     0.3530774117    
327.9933777     0.3532334864    
326.9819946     0.3536608815    
326.0093689     0.3537948132    
324.9977722     0.3541184962    
323.9859924     0.3545587361    
323.013031      0.35516271      
322.0010071     0.3558099568    
320.9888611     0.3561401963    
320.0154724     0.3569248021    
319.0030823     0.3578017354    
317.9905396     0.3586034179    
317.0168152     0.3594931662    
316.0040283     0.3607389927    
314.9911194     0.3619912267    
314.0169983     0.3630000055    
313.0038147     0.3642749786    
311.9905396     0.3657827973    
311.0161133     0.3671698272    
310.002533      0.3687185347    
308.9888916     0.3702765703    
308.0140686     0.3719595969    
307.0001221     0.3737115562    
305.986084      0.3754031062    
305.0108948     0.3773103058    
303.9966431     0.3790136874    
302.9821777     0.3810620904    
302.0066833     0.3829732239    
300.9920654     0.3850145936    
300.0163269     0.3869015574    
299.0014038     0.3886863291    
297.9863892     0.3905514181    
297.0103149     0.392455101     
295.9950562     0.3941937387    
295.0187378     0.3958979547    
294.0032654     0.39745         
292.9876404     0.3990533054    
292.0109863     0.400521636     
290.9951172     0.4017695785    
290.018219      0.4031996727    
289.0021667     0.4043375552    
287.9859924     0.4051796496    
287.0087891     0.4060237408    
285.9923706     0.4067691565    
285.0149231     0.4074435532    
283.9982605     0.4077593386    
282.9815369     0.4082051218    
282.0037842     0.4085300565    
280.9867859     0.4087808132    
280.0087891     0.4089276791    
278.9915771     0.4090313315    
278.0133972     0.4090982676    
276.9959717     0.408959657     
276.0175171     0.4092032313    
274.9998779     0.4090636373    
273.9821167     0.4088105559    
273.003418      0.408798933     
271.9854126     0.4085874557    
271.0064697     0.4084347486    
269.9883118     0.4084289074    
269.0091553     0.4083512127    
267.9907532     0.4082684815    
267.0113831     0.4083483219    
265.9927673     0.4084282219    
265.0132141     0.4082923532    
263.9943848     0.4081104696    
263.0146179     0.4081658721    
261.995575      0.4083960652    
261.015625      0.407962054     
259.9963684     0.4083657265    
259.0162048     0.4085684419    
257.9967346     0.4084689021    
257.0163879     0.4084433019    
255.9967346     0.4083847404    
255.0161743     0.408451438     
253.9962921     0.4080747664    
253.015564      0.4079721868    
251.9955139     0.4079269469    
251.0145416     0.4079419374    
249.9942627     0.4074141085    
249.0131531     0.4074421227    
247.992691      0.4073877633    
247.0113525     0.4077083468    
245.9906769     0.4075018167    
245.0091858     0.4075708985    
243.988327      0.4076016247    
243.0066071     0.4079410434    
241.9855499     0.4086118937    
241.0036774     0.4093708396    
239.9824219     0.4102807343    
239.000351      0.4111827612    
238.0182037     0.4121513069    
236.9966736     0.4134986699    
236.014328      0.4148510695    
234.9925842     0.4160552025    
234.0101013     0.4172031879    
232.9881897     0.4180876911    
232.0054779     0.4191904366    
230.9833679     0.4201743007    
230.0005035     0.4204597771    
229.0175323     0.4209492803    
227.9951935     0.4212741852    
227.0120697     0.4207710922    
225.9895172     0.4205128253    
225.0061798     0.4195667207    
223.9834747     0.4186830223    
222.9999695     0.4173018038    
222.0164185     0.4158354998    
220.9934235     0.4143491983    
220.0096893     0.4120408297    
218.9865112     0.4099385142    
218.0026398     0.4071815014    
217.018631      0.4044723809    
215.995224      0.4015476406    
215.0110474     0.3987031579    
213.9874725     0.3956611753    
213.0031433     0.3923184872    
212.0187531     0.3889003098    
210.9948883     0.385818392     
210.0103607     0.3819032907    
208.9863281     0.3789326847    
208.0015869     0.3753180206    
207.0168152     0.3720583916    
205.9925385     0.3696687222    
205.0075989     0.3671162128    
203.9831543     0.3650553524    
202.9980621     0.363494426     
202.0128632     0.3625882268    
200.9881897     0.362157464     
200.0028687     0.3625331521    

Комментариев нет:

Отправить комментарий