Интерпретация Mott–Schottky анализа: выбор линейного участка, частоты

[Spectatorem]

Коллеги, прошу совета по корректной интерпретации Mott–Schottky (MS) анализа для полупроводниковых материалов.

Работаем с тонкими и толстоплёночными покрытиями (g-C₃N₄, TiO₂, гибридные системы) на FTO, измерения проводятся методом электрохимической импедансной спектроскопии с построением MS-графиков (1/C² vs E) в диапазоне частот ~2–10 кГц, с электродом сравнения Ag/AgCl.

Возникают следующие вопросы:

1. Как корректно выбирать «истинный» линейный участок MS-графика?
   Часто наблюдаются несколько квазилинейных областей при разных потенциалах. Правильно ли использовать только участок при достаточно большом обратном смещении, и какие визуальные/физические критерии указывают на область, соответствующую ёмкости области пространственного заряда, а не влиянию поверхностных состояний или слоя Гельмгольца?

2. Какую роль играет частота измерений?
   Насколько корректно считать MS-анализ высокочастотным методом и при каких частотах вклад ёмкости Гельмгольца и поверхностных состояний можно пренебречь? Как интерпретировать частотную зависимость плоского потенциала?

3. Подготовка и нанесение образцов для MS-анализа.
   Какие подходы считаются наиболее корректными для формирования воспроизводимых фотоэлектродов (drop-casting, doctor-blade, electrophoretic deposition)?
   Как критично влияют толщина плёнки, пористость, связующее (например, Nafion) и качество контакта с FTO на форму MS-графика и определение flat-band потенциала?
   Существуют ли практические критерии, позволяющие понять, что измеряется ёмкость полупроводника, а не межзерновые или контактные эффекты?

4. Связь MS с другими методами:
   Как корректно сопоставлять результаты MS (flat-band, тип проводимости) с энергетическими уровнями, определяемыми методом XPS? Какие допущения обычно принимаются при таком сравнении?

[Arkadiy]

Выбирайте наиболее линейный участок. Такие есть на ваших графиках, выбирайте тот, участок, который для вас удобнее.

Нужно сеять вагши кривые на разных частотах, и сравнить результаты между собой. Возможно на характер вашей кривой влияет структура вашего материала

Изменено 26 Декабря, 2025 в 22:36 пользователем Arkadiy

[Spectatorem]

Благодарю за ответ. Мы провели измерения Mott–Schottky при нескольких частотах. При смене частоты две линейные области на графиках 1/C² vs E сохраняются, при этом точки пересечения с осью потенциала изменяются в пределах 0,2eV на частотах от 500 до 2000. 

 

С чем принципиально может быть связано появление двух линейных областей на MS-графиках, устойчивых к изменению частоты?

[Jeffry]

В 27.12.2025 в 21:56, Spectatorem сказал:

появление двух линейных областей на MS-графиках

Думаю, что влияют изменения свойств полупроводника около поверхности (шероховатость, поверхностные состояния, концентрация добавок и т.п.).

Условия приготовления полупроводниковых пленок сильно влияют на вольт-фарадные характеристики (с этим сталкивался, хотя и довольно давно).