載流子遷移率是指載流子（電子和空穴）在單位電場作用下的平均漂移速度，它是衡量半導體、導電聚合物等材料中載流子運動快慢程度的物理量。它決定半導體材料的導電特性，也影響半導體的各種光電性能，如發光、光伏、時間響應特性等。

（1）載流子遷移率 μ 可以通過以下公式定義：μ= ν /E，其中：

• v 是載流子的漂移速度（cm/s）

• E 是電場強度（V/cm）

（2）載流子遷移率受多種因素影響，一般包括：

• 材料類型：不同的半導體或金屬具有不同的載流子遷移率。

• 摻雜濃度：載流子的濃度影響遷移率，如摻雜工藝水平影響載流子遷移特性。

• 溫度：溫度的升高導緻的晶格振動增加等，通常會導緻遷移率降低。

• 晶格缺陷：晶格中的缺陷和雜質可以散射載流子，降低遷移率。

• 電場強度：在高電場下，載流子可能會經曆速度飽和現象，遷移率不再隨電場增加而增加。

載流子遷移率是半導體物理和電子器件設計中的一個關鍵參數，對理解和優化電子器件的性能至關重要。

在半導體研究及應用領域，載流子遷移率特性及其測量方法的研究受到了非常廣泛的關注，報道的載流子遷移率測量方法包括：

（1）飛行時間法（Time-of-flight ，TOF）；

（2）霍爾效應（Hall effect）；

（3）場效應晶體管（Field transistor）；

（4）微波和太赫茲（Microwave and Terahertz）；

（5）空間電荷限製電流（Space charge limited current，SCLC）等。

每種方法都有其特點，比如，霍爾效應法主要適用於較大的無機半導體載流子遷移率的測量，飛行時間（TOF）法遷移率的測量範圍廣，特別是在有機半導體材料等低遷移率的測試場景中有無可替代的作用。

在眾多的遷移率測試方法中，飛行時間法（TOF）被認為是最接近遷移率本身特性的一種測量方法。因為半導體的遷移率定義為載流子在電場下的平均漂移速度。而TOF的遷移率測試方法，是直接從半導體遷移率定義出發發展的測量方法。通過飛行時間法（TOF）瞬態光電流信號的分析，可以得到電子遷移率、空穴遷移率等參數；另外，還可以利用這些數據，結合材料的物理模型進行分析，得到雜質濃度、缺陷、能帶混亂度、電荷跳躍距離等參數。

作為飛行時間法（TOF）遷移率測試方法商業化應用的先行者，東譜科技已攜手客戶廣泛探索了飛行時間法（TOF）遷移率測量在有機半導體、矽基半導體、鈣鈦礦半導體、二維材料、共價有機框架等領域的應用，典型樣品：

• 有機半導體（NPB、MEH-PPV、PCBM）

• 金屬-有機框架（MOF）

• 共價有機框（COF）

• 鈣鈦礦材料（鈣鈦礦薄膜、鈣鈦礦粉末、鈣鈦礦單晶）

• 閃爍體（碲鋅鎘、碲化鎘）

• 二維材料（石墨烯、二維鈣鈦礦薄膜）

• 元素半導體（Si、Ge等）

• 化合物半導體（InGaAs等）

• 寬帶隙第三代半導體（SiC、GaN）

• 量子點半導體（硫化鎘、碲化鎘、鈣鈦礦）

飛行時間法遷移率測量儀FlyTOF是東譜科技HiTran瞬態綜合光電特性測量平台中的重要成員。該系統利用飛行時間法（time-of-flight，TOF）測量半導體材料的遷移率以及相關的光電特性，廣泛適用於各類半導體材料，如矽基半導體、第二代半導體、第三代寬帶隙半導體、有機半導體、鈣鈦礦半導體、量子點半導體、二維材料半導體、金屬-有機框架（MOF）、共價有機框架（COF）等。FlyTOF基於我司的MagicBox主機研製而成，配備便捷的上位機控製和數據測量軟件，可助力客戶進行快速、準確的測量。FlyTOF是東譜科技源頭研發產品，是業內首款自動化、集成化的飛行時間法遷移率測試商業化設備。