采用紫外可見光譜法求取禁帶寬度課件

采用紫外可見光譜法求取禁帶寬度課件CATALOGUE目錄引言紫外可見光譜法基本原理采用紫外可見光譜法求取禁帶寬度的方法實(shí)驗(yàn)操作步驟結(jié)果與討論結(jié)論與展望01引言禁帶寬度定義禁帶寬度半導(dǎo)體或絕緣體材料中，電子被禁止存在的能量范圍。定義方式通過電子躍遷過程來定義，即電子從價(jià)帶躍遷到導(dǎo)帶所需的能量。禁帶寬度決定了材料是否具有光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)，以及這些性質(zhì)的強(qiáng)弱。決定材料的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)不同禁帶寬度材料適用于不同領(lǐng)域，如太陽(yáng)能電池、LED等。影響材料的應(yīng)用領(lǐng)域禁帶寬度的重要性定義利用紫外可見光照射樣品，通過測(cè)量吸收光譜來分析物質(zhì)成分和結(jié)構(gòu)的方法。原理不同物質(zhì)對(duì)紫外可見光的吸收具有特征性，通過測(cè)量光譜的吸收峰和谷可以確定物質(zhì)的成分和結(jié)構(gòu)。應(yīng)用范圍廣泛應(yīng)用于化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域，用于分析有機(jī)物、無機(jī)物、生物大分子等。紫外可見光譜法簡(jiǎn)介02紫外可見光譜法基本原理123電子躍遷是指電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷的過程，是光譜分析的基礎(chǔ)。電子躍遷分為自發(fā)躍遷和受激躍遷，自發(fā)躍遷是電子在無外界作用下的自然躍遷，受激躍遷是受到外界光子作用下的躍遷。電子躍遷過程中，會(huì)釋放或吸收能量，形成光譜線。電子躍遷03物質(zhì)對(duì)不同波長(zhǎng)的光有不同的吸收能力，形成了物質(zhì)特有的吸收光譜。01當(dāng)物質(zhì)受到特定波長(zhǎng)的光子作用時(shí)，物質(zhì)中的電子會(huì)吸收光子能量，從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。02當(dāng)激發(fā)態(tài)的電子回到基態(tài)時(shí)，會(huì)釋放出與原來光子能量相同或不同的能量，形成光譜線。吸收光譜的產(chǎn)生譜線強(qiáng)度與濃度的關(guān)系譜線強(qiáng)度與物質(zhì)濃度呈正比關(guān)系，濃度越高，譜線強(qiáng)度越大。譜線強(qiáng)度與光子能量、溫度等因素有關(guān)，因此在實(shí)際測(cè)量中需要控制這些因素以保證測(cè)量準(zhǔn)確性。譜線寬度與物質(zhì)性質(zhì)的關(guān)系譜線寬度與物質(zhì)性質(zhì)有關(guān)，不同物質(zhì)具有不同的譜線寬度。譜線寬度受到多種因素的影響，如溫度、壓力、雜質(zhì)等，因此在實(shí)際測(cè)量中需要控制這些因素以保證測(cè)量準(zhǔn)確性。03采用紫外可見光譜法求取禁帶寬度的方法選擇具有代表性的樣品，確保樣品純凈度高，無雜質(zhì)。準(zhǔn)備樣品測(cè)量條件測(cè)量過程設(shè)置合適的測(cè)量條件，如光源、單色器、檢測(cè)器等，確保測(cè)量精度和穩(wěn)定性。對(duì)樣品進(jìn)行光譜掃描，記錄光譜曲線，包括吸光度與波長(zhǎng)的關(guān)系。030201測(cè)量光譜曲線在光譜曲線上找到吸光度達(dá)到10%的位置所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，即為截止波長(zhǎng)。在光譜曲線上找到吸光度最大值所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)，即為峰值波長(zhǎng)。確定截止波長(zhǎng)和峰值波長(zhǎng)峰值波長(zhǎng)的確定截止波長(zhǎng)的確定計(jì)算公式禁帶寬度（Eg）可以通過截止波長(zhǎng)（λc）和峰值波長(zhǎng)（λp）計(jì)算得出，Eg=hc/(λc-λp)，其中h是普朗克常數(shù)，c是光速。數(shù)據(jù)處理根據(jù)測(cè)量得到的光譜數(shù)據(jù)，代入公式進(jìn)行計(jì)算，得出禁帶寬度。結(jié)果分析對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，比較不同樣品的禁帶寬度差異，并探討其影響因素。010203計(jì)算禁帶寬度04實(shí)驗(yàn)操作步驟實(shí)驗(yàn)器材紫外可見分光光度計(jì)、光譜掃描儀、單色儀、樣品池、恒溫水浴等。樣品準(zhǔn)備選擇具有代表性的樣品，如不同濃度的染料溶液、金屬氧化物薄膜等，確保樣品純凈度高，無雜質(zhì)干擾。準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材和樣品根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求，設(shè)置合適的波長(zhǎng)范圍、掃描速度、掃描間隔等參數(shù)。設(shè)置測(cè)量參數(shù)在測(cè)量前，對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。校準(zhǔn)儀器將樣品放入樣品池中，啟動(dòng)光譜測(cè)量程序，記錄樣品在不同波長(zhǎng)下的吸光度值。測(cè)量光譜進(jìn)行光譜測(cè)量數(shù)據(jù)整理將測(cè)量得到的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，繪制出吸光度隨波長(zhǎng)變化的曲線圖。結(jié)果分析對(duì)計(jì)算得到的禁帶寬度進(jìn)行分析，比較不同樣品的禁帶寬度大小，探討其與材料性質(zhì)之間的關(guān)系。數(shù)據(jù)處理與分析05結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄通過紫外可見光譜法測(cè)量了不同樣品的吸光度，并記錄了對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)。數(shù)據(jù)處理對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制了吸光度與波長(zhǎng)的關(guān)系曲線，即光譜曲線。結(jié)果展示展示了實(shí)驗(yàn)獲得的光譜曲線，并標(biāo)注了峰值波長(zhǎng)和半峰寬。實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示誤差來源分析了實(shí)驗(yàn)過程中可能產(chǎn)生的誤差來源，如測(cè)量誤差、儀器誤差、環(huán)境因素等。誤差傳遞根據(jù)誤差來源，計(jì)算了各測(cè)量值的誤差傳遞系數(shù)。誤差計(jì)算根據(jù)誤差傳遞系數(shù)，計(jì)算了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的誤差范圍。結(jié)果誤差分析查閱相關(guān)文獻(xiàn)，獲取了樣品理論上的禁帶寬度值。理論禁帶寬度將實(shí)驗(yàn)測(cè)得的峰值波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換為能量，并與理論禁帶寬度進(jìn)行比較。比較方法分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論值的差異，探討了可能的原因和影響因素。比較結(jié)果結(jié)果與理論值的比較06結(jié)論與展望紫外可見光譜法是一種有效的求取禁帶寬度的方法，具有較高的準(zhǔn)確性和可靠性。該方法適用于多種材料，具有較廣的應(yīng)用范圍和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。結(jié)論總結(jié)通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析和數(shù)學(xué)模型建立，可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)和評(píng)估材料的禁帶寬度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)值基本一致，驗(yàn)證了該方法的可行性和準(zhǔn)確性。01進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件和參數(shù)，提高實(shí)驗(yàn)的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。02探索更多種類的材料，驗(yàn)證該方法在不