(Mott-Schottky)
مقدمة:
تُعتبر تقنية موت-شاتکی أداة قوية لدراسة أسطح الأقطاب الكهربائية. تُستخدم مخططات موت-شاتكي غالبًا لدراسة الأقطاب الكهربائية شبه الموصلة، كما يمكن استخدامها لدراسة نمو الأفلام المرتبطة بالجهد على الأقطاب الكهربائية. التطبيق الرئيسي لمخططات موت-شاتكي هو تحديد الخصائص الكهروكيميائية للمواد شبه الموصلة.
في مخطط موت-شاتكي، يتم رسم مربع معكوس سعة طبقة الشحنة الفضائية (Csc⁻²) مقابل جهد شبه الموصل (E). يتم الحصول على كثافة التوصيل من ميل الخط، بينما يتم استنتاج جهد الشريط المسطح (flat band potential) من خلال استقراء الخط الناتج على محور الجهد.
تُعتبر تقنية موت-شاتكي أداة قوية في دراسة الخصائص الكهروكيميائية للمواد شبه الموصلة. من خلال تحليل النتائج، يمكن للباحثين الحصول على رؤى قيمة حول سلوك المواد، مما يساعد في تطوير تقنيات جديدة وتحسين أداء الأجهزة
مبدأ العمل
تُعتبر تقنية موت-شاتكي أداة فعالة لدراسة الخصائص الكهروكيميائية للأقطاب الكهربائية، خاصة في المواد شبه الموصلة. تُستخدم هذه التقنية لتحديد خصائص مثل كثافة التطعيم (doping density) وجهد الشريط المسطح (flat band potential)، مما يساعد الباحثين في فهم سلوك المواد في التطبيقات الإلكترونية والكهروكيميائية.
تعتمد تقنية موت-شاتكي على قياس سعة طبقة الشحنة الفضائية في شبه الموصل كدالة للجهد. يتم قياس سعة الشحنة باستخدام تقنية قياس المقاومة الكهروكيميائية (EIS) ومن ثم رسم مربع معكوس السعة (Csc⁻²) مقابل جهد القطب الكهربائي (E).
المعادلة الأساسية لمخططات موت-شاتكي هي:
أهمية تقنية موت-شاتكي
تحديد الخصائص الأساسية: تُستخدم تقنية موت-شاتكي لتحديد كثافة التطعيم وخصائص الشحنات في المواد شبه الموصلة، مما يساعد في تحسين تصميم الأجهزة الإلكترونية.
دراسة التفاعلات السطحية: يمكن استخدام هذه التقنية لفهم التفاعلات السطحية في التطبيقات الكهروكيميائية، مثل البطاريات والخلايا الشمسية.
تحليل أداء المواد: تُعتبر أداة مفيدة لتقييم أداء المواد الجديدة في التطبيقات التكنولوجية المختلفة، بما في ذلك الأجهزة الضوئية والدوائر الإلكترونية.
تفسير النتائج
المخطط الناتج: عند رسم مربع معكوس السعة (Csc⁻²) مقابل جهد القطب الكهربائي (E)، يمكن ملاحظة أنه إذا كان الميل إيجابيًا، فهذا يشير إلى وجود شبه موصل من النوع n. بالمقابل، إذا كان الميل سلبيًا، فهذا يدل على وجود شبه موصل من النوع p.
كثافة التطعيم: يمكن حساب كثافة التطعيم (n) من ميل الخط الناتج. ميل الخط الأكبر يشير إلى كثافة تطعيم أعلى، بينما الميل الأصغر يشير إلى كثافة أقل.
جهد الشريط المسطح: يتم تحديد جهد الشريط المسطح (U_{FB}) من خلال استقراء الخط الناتج إلى محور الجهد، مما يوفر قيمة دقيقة لهذه الخاصية المهمة.