一、TRMC系統(tǒng)功能介紹

時間分辨微波電導(Time Resolved Microwave Conductivity, TRMC)是研究半導體材料中非平衡載流子復合動力學的一種方法。它通過監(jiān)測激光照射樣品引起反射微波功率的變化來反映出樣品載流子衰減壽命、遷移率、復合速率等微觀物理性質。這種技術具有可操作性強、采集速度塊、時間分辨率高等優(yōu)點，可測量薄膜、粉末樣品且不會損壞樣品，已成為表征半導體材料和光電器件基本性能的重要方法。目前，微波光電導測量技術在半導體器件、材料科學、光伏領域、光學和光譜學研究以及生命科學和醫(yī)學等領域的應用潛力巨大，為相關研究和應用提供了重要的實驗手段和數(shù)據(jù)支持。

二、TRMC技術優(yōu)勢：

1、 操作簡單，易上手

2、 信號采集速度快

3、 對樣品無接觸、無破壞

4、 測量時間分辨高(可到納秒量級)

三、TRMC測量技術應用領域：

1. 半導體材料和器件進行表征和性能評估。提供載流子遷移率、載流子濃度、載流子壽命等關鍵參數(shù)的信息。

2. 研究材料的電學和光學性質，如材料的能帶結構、禁帶寬度、載流子傳輸特性等。

3. 評估太陽能電池的性能和效率。通過測量太陽能電池中的電荷載流子遷移率、復合速率等參數(shù)，可以幫助改進太陽能電池的設計和制造過程。

4. 研究光學材料的吸收、發(fā)射和傳播特性，包括非均勻性、缺陷和載流子動力學等。為光學器件和光譜學研究提供重要的實驗數(shù)據(jù)。

5. 用于細胞和組織的電學和光學特性研究，以及生物分子的相互作用和代謝過程的分析。

四、TRMC系統(tǒng)及測試原理

微波光電導測量技術利用光電導效應和微波電磁場的作用，結合光激發(fā)和電導測量，可以獲得材料的電學性質和光學性質的信息，其系統(tǒng)裝置如圖1和圖2所示。實驗中，入射的微波和反射微波形成駐波，樣品放置于波腹處可以獲得更高的測量靈敏度。激發(fā)光在樣品內部產(chǎn)生光生載流子，引起微波反射功率變化。根據(jù)反射功率隨時間的變化行為可以獲得載流子復合的動力學行為。

圖1開放式時間分辨微波光電導裝置示意圖

圖2微波反射功率與光生載流子的關系示意圖

五、應用舉例：

1.測量CH3NH3PbBr3的 TRMC 動力學

2.InP 襯底

3.Si 片

4.CsFAMA混合陽離子鈣鈦礦的變溫光電導測量

5.時間分辨熒光與時間分辨微波光電導對比

Cs5FA79MA16PbI2.5Br0.5多晶薄膜，TRPL與TRMC互補，實現(xiàn)載流子復合的全面診斷

審核編輯 黃宇