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什么是第三代半導體？
半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段：硅材料，砷化鎵材料，再到以氮化鎵、碳化硅為代表的寬禁帶半導體（Wide bandgap semiconductor）。
一代半導體材料以硅為代表，引發(fā)了集成電路（IC）為核心的微電子領(lǐng)域迅速發(fā)展。第二代半導體材料以砷化鎵為代表，使半導體材料的應用進(jìn)入光電子領(lǐng)域，尤其是在紅外激光器和高亮度的紅光二極管等方面。第三代半導體材料的興起，則是以氮化鎵（GaN）材料p 型摻雜的突破為起點(diǎn)，以高亮度藍光發(fā)光二極管（LED）和藍光激光器（LD）的研制成功為標志，包括氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化鋅（ZnO）、金剛石等寬禁帶材料。
幾種典型的寬禁帶半導體材料
第三代半導體有哪些優(yōu)勢？
第三代半導體與前兩代半導體大的區別是禁帶寬度更寬，可以跨越從 0.7-6.2eV，所以我們又稱(chēng)之為寬禁帶半導體材料。其具有高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等特點(diǎn)，逐步受到重視。
典型半導體材料特性參數對比
典型的三族氮化物目前主要用于發(fā)光，通過(guò)改變材料的組分，其發(fā)射波長(cháng)可以覆蓋從紫外到紅外。
三族氮化物中的翹楚——氮化鎵，帶隙3.4eV，在高功率、高速的光電元件中已有應用，目前商用藍光GaN 芯片已經(jīng)做到非常成熟，能夠做到80%以上的效率。以及紫光（405nm）激光大量應用。
GaN LED 芯片的發(fā)光原理及結構示意圖
2014 年10 月7 日，赤崎勇、天野浩和中村修二（名字從左到右分別對應）因發(fā)明“高效藍色發(fā)光二極管”而獲得2014 年諾貝爾物理學(xué)獎。
第三代半導體的光致發(fā)光光譜測量
光致發(fā)光光譜定義為當一束光子能量足夠高（大于半導體材料的禁帶寬度Eg）的激光入射到半導體材料上，會(huì )將價(jià)帶的電子激發(fā)到導帶，從而在該材料中產(chǎn)生大量的電子空穴對，形成非平衡載流子。這些非平衡載流子隨即通過(guò)各種散射過(guò)程快速弛豫到相應能帶的底部，后發(fā)生復合產(chǎn)生熒光。采集該復合發(fā)光的光譜即稱(chēng)為光致發(fā)光光譜。
PL 過(guò)程實(shí)際上是電子從較高能級向較低能級躍遷的過(guò)程中釋放出光子，釋放出的光子能量由這些高低能級的能量差來(lái)決定，其揭示了材料內部能級位置。
PL 測量有以下幾種表征方式及意義：
● 室溫PL 測量主要可以分析材料的帶邊發(fā)光以及缺陷發(fā)光，以及材料表面的均勻性分析。
● 低溫PL 主要分析材料的發(fā)光特性如施主、受主發(fā)光，深能級或淺能級缺陷發(fā)光。
● 變溫PL 可以根據光譜隨溫度變化趨勢來(lái)進(jìn)一步指認發(fā)光峰的性質(zhì)。
● 變功率PL 則根據改變注入載流子濃度來(lái)分析材料的性質(zhì)。
● 時(shí)間分辨光致發(fā)光（TRPL），包含時(shí)間分辨發(fā)射光譜和熒光壽命衰減曲線(xiàn)兩種，用于了解載流子弛豫過(guò)程，有時(shí)候載流子的空間擴散也會(huì )體現在時(shí)間分辨光譜中。
已搭建的客戶(hù)案例
全新設計及一站式解決方案
（1）全新900 系列穩態(tài)瞬態(tài)熒光光譜儀
以氙燈作為主機激發(fā)光源實(shí)現發(fā)光材料熒光光譜測量，現搭配266nm、325nm 等紫外激光器耦合，實(shí)現寬禁帶半導體的PL 測量，發(fā)光材料的熒光光譜測量?jì)刹徽`。
（2）單純激光器激發(fā)的PL 測試系統，266nm、325nm 等紫外激光器可選
（3）顯微PL 測量系統：解決弱信號、微區光譜、PL mapping、拉曼光譜表征的測量訴求
（4）輕松選配件，放心做實(shí)驗
紫外激光器選件： 日本Kimmon 廠(chǎng)家的325nm He-Cd 激光器，功率35mW，不僅僅是激光器本身，還有優(yōu)質(zhì)的激光線(xiàn)純化濾光片、高通濾光片配套。
紫外激光器選件：德國 CryLas 廠(chǎng)家的266nm 固體激光器，同樣搭配優(yōu)質(zhì)激光線(xiàn)純化濾光片，高通濾光片配套。
變功率 PL 測量選件：以色列Ophir 廠(chǎng)家PD300-UV 激光功率計及Vega 表頭，功率計，參與激光功率標準制定，先鋒科技代理。
低溫變溫 PL 測量選件：英國Oxford 廠(chǎng)家3-300K 閉環(huán)制冷機（配套包含冷頭、壓縮機、水冷機、分子泵）
技術(shù)支持：化工儀器網(wǎng) 管理登陸 網(wǎng)站地圖
