Electroreflectance
ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સ (ઇલેક્ટ્રોમોડ્યુલેટેડ રિફ્લેક્ટન્સ પણ) એ ઘનની નજીક અથવા પ્રવાહી સાથેના ઘનના આંતરછેદ પર વિદ્યુત ક્ષેત્રના પ્રભાવને કારણે ઘનની પરાવર્તનશીલતામાં ફેરફાર છે. પ્રતિબિંબીતતામાં ફેરફાર ફોટોન ઊર્જાની ખૂબ જ ચોક્કસ શ્રેણીઓમાં સૌથી વધુ નોંધપાત્ર છે, જે બ્રિલોઇન ઝોનના નિર્ણાયક બિંદુઓ પર બેન્ડ ગેપ્સને અનુરૂપ છે. ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સ અસરનો ઉપયોગ નિર્ણાયક બિંદુઓ પર બેન્ડ માળખાનું સ્પષ્ટ ચિત્ર મેળવવા માટે થઈ શકે છે જ્યાં ઘણી નજીકની અધોગતિ છે. સામાન્ય રીતે, નિર્ણાયક બિંદુઓ (વિશેષ રસના બિંદુઓ) પર બેન્ડ માળખું બ્રિલોઇન ઝોનની સીમા પર બિન-નિર્ણાયક બિંદુઓથી શોષણની પૃષ્ઠભૂમિમાં માપવું પડે છે. મજબૂત વિદ્યુત ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને, શોષણ વર્ણપટને એવા વર્ણપટમાં બદલી શકાય છે જે આ નિર્ણાયક બિંદુઓ પર શિખરો દર્શાવે છે, અનિવાર્યપણે પૃષ્ઠભૂમિમાંથી નિર્ણાયક બિંદુઓને ઊંચકી લે છે. આ અસર સૌપ્રથમ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીમાં શોધવામાં આવી હતી અને સમજવામાં આવી હતી, પરંતુ પછીના સંશોધનોએ સાબિત કર્યું કે ધાતુઓ પણ વિદ્યુત પરાવર્તન દર્શાવે છે. હાલના વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે સોનાની બદલાતી ઓપ્ટિકલ પરાવર્તનશીલતાનું પ્રારંભિક નિરીક્ષણ પડોશી પ્રવાહીના રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સમાં ફેરફારને આભારી હતું. જો કે, એવું દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે આ કેસ ન હોઈ શકે. નવો નિષ્કર્ષ એ હતો કે અસર સોનાની નજીકના સપાટીના સ્તરના મોડ્યુલેશનમાંથી આવવી પડી હતી. સૈદ્ધાંતિક વર્ણન ઇલેક્ટ્રોનિક માળખા પર વિદ્યુત ક્ષેત્રની અસર જ્યારે ધાતુ અથવા સેમિકન્ડક્ટર પર વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સામગ્રીનું ઇલેક્ટ્રોનિક માળખું બદલાય છે. ઇલેક્ટ્રોન (અને અન્ય આવેશિત કણો) પદાર્થની અંદર પોતાને પુનઃસ્થાપિત કરીને વિદ્યુત ક્ષેત્ર પર પ્રતિક્રિયા આપશે. ધાતુઓમાં ઇલેક્ટ્રોન પ્રમાણમાં સરળતાથી ફરતા હોય છે અને વિપુલ પ્રમાણમાં ઉપલબ્ધ હોય છે. તેઓ એવી રીતે આગળ વધશે કે તેઓ બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રને રદ કરવાનો પ્રયાસ કરશે. કોઈ પણ ધાતુ સંપૂર્ણ વાહક ન હોવાથી, કોઈ પણ ધાતુ સામગ્રીની અંદરના બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રને સંપૂર્ણ રીતે રદ કરશે નહીં. સેમિકન્ડક્ટર્સમાં જે ઇલેક્ટ્રોન ઉપલબ્ધ હોય છે તે ધાતુઓમાં ઇલેક્ટ્રોનની જેમ સરળતાથી ફરવા માટે સક્ષમ નહીં હોય. આ નબળા પ્રતિસાદ અને વિદ્યુત ક્ષેત્રના નબળા રદ તરફ દોરી જાય છે. આની એવી અસર છે કે વિદ્યુત ક્ષેત્ર ધાતુ કરતાં અર્ધચાલકમાં વધુ ઊંડાણમાં પ્રવેશી શકે છે. (અર્ધ-) વાહકની ઓપ્ટિકલ પરાવર્તનશીલતા સામગ્રીની સપાટીની નજીક અથવા તેની પરની સામગ્રીના બેન્ડ માળખા પર આધારિત હોય છે. પરાવર્તનશીલતા માટે ફોટોનમાં ફર્મી સપાટી પર ઇલેક્ટ્રોનના બેન્ડગેપને દૂર કરવા માટે પૂરતી ઊર્જા હોવી જરૂરી છે. જ્યારે ફોટોન ઊર્જા બેન્ડગેપ કરતા ઓછી હોય છે, ત્યારે ઘન ઇલેક્ટ્રોનને ઉચ્ચ ઊર્જામાં ઉત્તેજિત કરીને ફોટોનની ઊર્જાને શોષી શકશે નહીં. આનો અર્થ એ છે કે ફોટોન ઘન દ્વારા ફરીથી ઉત્સર્જિત થશે નહીં અને આમ પ્રતિબિંબિત થશે નહીં. જો ફોટોન ઊર્જા ફર્મી સપાટી પરથી ઇલેક્ટ્રોનને ઉત્તેજિત કરવા માટે પૂરતી મોટી હોય, તો ઘન ઇલેક્ટ્રોનને મૂળ ઊર્જામાં સડીને ફોટોનને ફરીથી બહાર કાઢશે. આ ઇન્સિડેન્ટ ફોટોન જેવું બરાબર સમાન ફોટોન નથી, કારણ કે તે ઉદાહરણ તરીકે ઇન્સિડેન્ટ ફોટોનની વિરુદ્ધ દિશા ધરાવે છે. સામગ્રી પર વિદ્યુત ક્ષેત્ર લાગુ કરવાથી, ઘનની પટ્ટાની રચના બદલાય છે. બેન્ડ માળખામાં આ ફેરફાર એક અલગ બેન્ડગેપ તરફ દોરી જાય છે, જે બદલામાં ઓપ્ટિકલ રિફ્લેક્ટિવિટીમાં તફાવત તરફ દોરી જાય છે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર, જે સામાન્ય રીતે સંભવિત તફાવત બનાવીને બનાવવામાં આવે છે, તે બદલાયેલ હેમિલ્ટોનિયન તરફ દોરી જાય છે. ઉપલબ્ધ વિશ્લેષણાત્મક પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને, જેમ કે ચુસ્ત બંધન પદ્ધતિ, તે ગણતરી કરી શકાય છે કે આ બદલાયેલ હેમિલ્ટોનિયન એક અલગ બેન્ડ માળખા તરફ દોરી જાય છે. બાહ્ય વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે ઇલેક્ટ્રોન પુનઃસ્થાપન અને બેન્ડ માળખામાં ફેરફારના સંયોજનને ક્ષેત્ર અસર કહેવામાં આવે છે. ધાતુઓ કરતાં સેમિકન્ડક્ટર્સ પર વિદ્યુતક્ષેત્રનો વધુ પ્રભાવ હોવાથી, ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સ અસરનું નિરીક્ષણ કરવા માટે સેમિકન્ડક્ટર્સનો ઉપયોગ કરવો સરળ છે. સપાટીની નજીક (અર્ધ-) વાહકમાં ઓપ્ટિકલ પ્રતિબિંબ મોટે ભાગે સામગ્રીના સપાટીના પ્રદેશમાં થાય છે. તેથી, આ પ્રદેશનું બેન્ડ માળખું વધુ મહત્વનું છે. બેન્ડ માળખું સામાન્ય રીતે જથ્થાબંધ સામગ્રીને આવરી લે છે. આ માળખામાંથી વિચલનો માટે, બેન્ડ આકૃતિનો ઉપયોગ કરવો પરંપરાગત છે. બેન્ડ આકૃતિમાં x-અક્ષને બેન્ડ માળખાના આકૃતિઓમાં વેવવેક્ટર k થી બદલીને પસંદગીની દિશામાં x સ્થાન આપવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે, આ સ્થિતિસ્થાપક દિશા સપાટીના સમતલ માટે સામાન્ય હોય છે. સેમિકન્ડક્ટર્સ માટે ખાસ કરીને, સામગ્રીની સપાટીની નજીકનો બેન્ડ આકૃતિ મહત્વપૂર્ણ છે. જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્ર સામગ્રીની નજીક અથવા તેમાં હાજર હોય, ત્યારે આ સેમિકન્ડક્ટરની અંદર સંભવિત તફાવત તરફ દોરી જશે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર પર નિર્ભર, સેમિકન્ડક્ટર સપાટીના વિસ્તારમાં એન-અથવા પી-જેવું બની જશે. હવેથી આપણે ઉપયોગ કરીશું કે સેમિકન્ડક્ટર સપાટી પર એન-જેવું બની ગયું છે. સપાટીની નજીકના પટ્ટાઓ લાગુ કરેલા વિદ્યુત ક્ષેત્રની વિદ્યુતસ્થૈતિક ક્ષમતા હેઠળ વળશે. આ વળાંકને એ જ રીતે અર્થઘટન કરી શકાય છે જે રીતે પી-એન-જંક્શનમાં સંયોજકતા અને વહન પટ્ટાઓનું વળાંક, જ્યારે સંતુલન પહોંચી ગયું હોય. આ વળાંકનું પરિણામ વહન બેન્ડ તરફ દોરી જાય છે જે ફર્મી સ્તરની નજીક આવે છે. તેથી, વહન બેન્ડ ઇલેક્ટ્રોનથી ભરવાનું શરૂ કરશે. બેન્ડ માળખામાં આ ફેરફાર સેમિકન્ડક્ટરના ઓપ્ટિકલ રિફ્લેક્શનમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે. બ્રિલૌઇન ઝોન અને ઓપ્ટિકલ રિફ્લેક્ટિવિટી ઓપ્ટિકલ રિફ્લેક્ટિવિટી અને બ્રિલૌઇન ઝોન નજીકથી જોડાયેલા છે, કારણ કે બ્રિલૌઇન ઝોનમાં બેન્ડ ગેપ ઊર્જા નક્કી કરે છે કે ફોટોન શોષાય છે કે પ્રતિબિંબિત થાય છે. જો બ્રિલૌઇન ઝોનમાં બેન્ડ ગેપ ઊર્જા ફોટોન ઊર્જા કરતા ઓછી હોય, તો ફોટોન શોષાઈ જશે, જ્યારે જો બેન્ડ ગેપ ઊર્જા ફોટોન ઊર્જા કરતા મોટી હોય તો ફોટોન પ્રસારિત/પ્રતિબિંબિત થશે. ઉદાહરણ તરીકે, દૃશ્યમાન પ્રકાશની ફોટોન ઊર્જા 1.8 eV (લાલ પ્રકાશ) અને 3.1 eV (વાયોલેટ પ્રકાશ) ની વચ્ચે હોય છે, તેથી જો બેન્ડ ગેપ ઊર્જા 3.2 eV કરતા મોટી હોય, તો દૃશ્યમાન પ્રકાશના ફોટોન શોષાઈ શકશે નહીં, પરંતુ પ્રતિબિંબિત/પ્રસારિત થશેઃ સામગ્રી પારદર્શક દેખાય છે. હીરા, ક્વાર્ટઝ વગેરે માટે આ સ્થિતિ છે. પરંતુ જો બેન્ડ ગેપ આશરે 2.6 eV હોય (આ કેડમિયમ સલ્ફાઇડનો કેસ છે) તો માત્ર વાદળી અને વાયોલેટ પ્રકાશ શોષાય છે, જ્યારે લાલ અને લીલો પ્રકાશ પ્રસારિત થાય છે, પરિણામે લાલ દેખાતી સામગ્રી બને છે. જ્યારે વિદ્યુત ક્ષેત્રને (અર્ધ) વાહકમાં ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સામગ્રી તેની સપાટી પર વિદ્યુત ક્ષેત્રને પ્રેરિત કરીને આ ક્ષેત્રને રદ કરવાનો પ્રયાસ કરશે. આ વિદ્યુત ક્ષેત્રને કારણે, ક્રિટિકલ બેન્ડ ગેપના કદમાં ફેરફારને કારણે અને તેથી તેની ઊર્જામાં ફેરફારને કારણે સપાટીના સ્તરના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો બદલાશે. બેન્ડ ગેપમાં ફેરફાર માત્ર (અર્ધ) વાહકની સપાટી પર જ થતો હોવાથી, જથ્થાબંધ સામગ્રીના મૂળમાં ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો બદલાશે નહીં, પરંતુ ખૂબ જ પાતળી ફિલ્મો માટે, જ્યાં લગભગ તમામ કણો સપાટી પર મળી શકે છે, ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો બદલાઈ શકે છેઃ વિદ્યુત ક્ષેત્રની મજબૂતાઈના આધારે ચોક્કસ તરંગલંબાઇનું શોષણ અથવા પ્રસારણ. સેમિકન્ડક્ટરમાં બહુવિધ સંયોજનો હોય તો આ વધુ સચોટ માપનમાં પરિણમી શકે છે, વ્યવહારીક રીતે ડેટાના પૃષ્ઠભૂમિ અવાજને રદ કરે છે. સામાન્ય રીતે, બેન્ડ ગેપ બ્રિલૌઇન ઝોનની સીમાની સૌથી નજીક અથવા સૌથી નાના હોય છે. વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઉમેરવાથી જ્યાં વિદ્યુત ક્ષેત્ર પ્રવેશે છે તે સામગ્રીની સંપૂર્ણ પટ્ટીની રચનામાં ફેરફાર થશે, પરંતુ તેની અસર બ્રિલોઇન ઝોનની સીમા પર ખાસ કરીને નોંધપાત્ર રહેશે. જ્યારે સૌથી નાનું બેન્ડ ગેપ કદમાં બદલાય છે, ત્યારે તે પહેલેથી જ મોટા બેન્ડ ગેપમાં ફેરફાર કરતાં સામગ્રીની ઓપ્ટિકલ પરાવર્તનશીલતામાં વધુ ફેરફાર કરે છે. આને એ નોંધ કરીને સમજાવી શકાય છે કે સૌથી નાનું બેન્ડ ગેપ ઘણી બધી પરાવર્તનશીલતા નક્કી કરે છે, કારણ કે ઓછી ઊર્જા ધરાવતા ફોટોનને શોષી શકાતા નથી અને ફરીથી ઉત્સર્જિત કરી શકાતા નથી. ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક સેમિકન્ડક્ટર્સના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મો સામગ્રીના ડાયઇલેક્ટ્રિક અચળાંક સાથે સીધા સંબંધિત છે. આ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંક શૂન્યાવકાશની અભેદ્યતાના સંબંધમાં સામગ્રીની વિદ્યુત અભેદ્યતા વચ્ચેનો ગુણોત્તર આપે છે. પદાર્થનો કાલ્પનિક રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંકના વર્ગમૂળ દ્વારા આપવામાં આવે છે. ફ્રેસ્નલ સમીકરણોનો ઉપયોગ કરીને સામગ્રીના પરાવર્તનની ગણતરી કરી શકાય છે. વર્તમાન વિદ્યુત ક્ષેત્ર ડાઇલેક્ટ્રિક અચળાંકને બદલે છે અને તેથી પ્રતિબિંબની જેમ સામગ્રીના ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મોને બદલે છે. પ્રવાહી (વિદ્યુતનું બેવડું સ્તર) સાથે આંતરછેદ પ્રવાહીના સંપર્કમાં આવેલો ઘન, વિદ્યુત ક્ષેત્રની હાજરીમાં, વિદ્યુતનું બેવડું સ્તર બનાવે છે. આ સ્તર ઘન અને પ્રવાહીના આંતરછેદ પર હાજર હોય છે અને તે ઘનની ચાર્જ કરેલી સપાટીને રક્ષણ આપે છે. આ વિદ્યુત ડબલ સ્તર ઘનની ઓપ્ટિકલ પરાવર્તકતા પર અસર કરે છે કારણ કે તે સ્થિતિસ્થાપક પ્રકાશના સ્કેટરિંગ ગુણધર્મોને બદલે છે. ઇલેક્ટ્રિક ડબલ લેયરની રચનામાં વિવિધ સમયમર્યાદાનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે છૂટછાટનો સમય અને ચાર્જિંગનો સમય. છૂટછાટનો સમય આપણે પ્રસરણ અચળાંક અને ડેબી લંબાઈ તરીકે લખી શકીએ છીએ. ચાર્જિંગનો સમય પ્રતિનિધિ પ્રણાલીનું કદ ક્યાં છે તેના દ્વારા વ્યક્ત કરી શકાય છે. ડેબી લંબાઈનો ઉપયોગ ઘણીવાર વિદ્યુત ડબલ સ્તરની જાડાઈના માપ તરીકે થાય છે. વહન ઇલેક્ટ્રોનને કારણે થતા વિભાજનને કારણે વિદ્યુત પ્રતિબિંબ સાથે વિદ્યુત બેવડા સ્તરને માપવું પડકારજનક છે. ઇતિહાસ ઇલેક્ટ્રોરિફ્લેકન્સની અસર વિશે સૌપ્રથમ 1965ના એક સમીક્ષા પત્રમાં કેલિફોર્નિયાના ચાઇના લેકની માઇકલસન લેબોરેટરીના બી. ઓ. સેરાફિન અને આર. બી. હેસ દ્વારા લખવામાં આવ્યું હતું, જ્યાં તેઓ જર્મેનિયમમાં મૂળભૂત ધારની ઉપર ફ્રાન્ઝ-કેલ્ડિશ અસરનો અભ્યાસ કરી રહ્યા હતા. તેમને જાણવા મળ્યું કે સામગ્રી માટે માત્ર ઇલેક્ટ્રોનને શોષવું જ શક્ય નથી, પરંતુ તેમને ફરીથી બહાર કાઢવું પણ શક્ય છે. આ શોધને પગલે સેરાફિને નવી મળી આવેલી ઘટના પર અસંખ્ય લેખો લખ્યા છે. સંશોધન તકનીકો સપાટીના ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સ સપાટીના ભૌતિકશાસ્ત્રના અભ્યાસોમાં ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સનો ઉપયોગ કરીને તેની શોધ પહેલાં ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીકો કરતાં કેટલાક મોટા ફાયદા આપે છે. પહેલાં, સપાટીની ક્ષમતાનું નિર્ધારણ કરવું મુશ્કેલ હતું કારણ કે તમારે સપાટી પર વિદ્યુત માપનની જરૂર છે અને નીચેની જથ્થાને સામેલ કર્યા વિના સપાટીના પ્રદેશની તપાસ કરવી મુશ્કેલ હતી. ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સને સપાટી પર વિદ્યુત માપન કરવાની જરૂર નથી, પરંતુ માત્ર ઓપ્ટિકલ માપનનો ઉપયોગ કરે છે. વધુમાં, સપાટીની ક્ષમતા અને પરાવર્તનશીલતા વચ્ચેના સીધા કાર્યાત્મક સંબંધોને કારણે આપણે જૂની પદ્ધતિઓમાં જરૂરી ગતિશીલતા, સ્કેટરિંગ અથવા વધારાના વાહકોને ફસાવવા વિશેની ઘણી ધારણાઓથી છુટકારો મેળવી શકીએ છીએ. સપાટી દ્વારા પ્રતિબિંબિત બીમના મોડ્યુલેશન દ્વારા સપાટીના વિદ્યુત ક્ષેત્રની તપાસ કરવામાં આવે છે. આવતા બીમ સામગ્રીમાં ઊંડાણમાં પ્રવેશતા નથી, તેથી તમે ફક્ત નીચેની જથ્થા સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કર્યા વિના સપાટીની તપાસ કરો. એસ્પનેસની થર્ડ-ડેરિવેટિવ્ઝ થર્ડ ઓર્ડર સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, જેને કેટલીકવાર એસ્પનેસની થર્ડ-ડેરિવેટિવ્ઝ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી માપનના રિઝોલ્યુશનને વધારવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી તકનીક છે. આ તકનીકનો ઉપયોગ સૌપ્રથમ ડી. ઈ. દ્વારા કરવામાં આવ્યો હતો. એસ્પ્નેસ 1971માં વિદ્યુત-પરાવર્તનનો અભ્યાસ કરશે. ત્રીજા ક્રમના વ્યુત્પન્નોનો ઉપયોગ કાર્યની ટોચને તીક્ષ્ણ કરી શકે છે (આકૃતિ જુઓ). ખાસ કરીને સ્પેક્ટ્રોસ્કોપીમાં, જ્યાં તરંગને ક્યારેય એક ચોક્કસ તરંગલંબાઇ પર માપવામાં આવતું નથી, પરંતુ હંમેશા બેન્ડ પર, તેનો ઉપયોગ શિખરને તીક્ષ્ણ કરવા માટે કરવામાં આવે છે, અને આમ બેન્ડને સાંકડી કરવામાં આવે છે. ડેરિવેટિવ્ઝનો બીજો ફાયદો એ છે કે બેઝલાઇન શિફ્ટ્સ દૂર કરવામાં આવે છે કારણ કે ડેરિવેટિવ્ઝ શિફ્ટ્સથી છુટકારો મેળવે છે. વર્ણપટમાં આ ફેરફારો ઉદાહરણ તરીકે નમૂનાનું સંચાલન, દીવો અથવા ડિટેક્ટરની અસ્થિરતાને કારણે થઈ શકે છે. આ રીતે, તમે માપનના કેટલાક પૃષ્ઠભૂમિ અવાજને દૂર કરી શકો છો. ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સનો ઉપયોગ ઘણીવાર નબળા સેમિકન્ડક્ટિંગ મટિરિયલ્સની પાતળી ફિલ્મોના બેન્ડ ગેપ્સ અને વિદ્યુત ગુણધર્મો નક્કી કરવા માટે થાય છે. બે અલગ અલગ ઉદાહરણો નીચે સૂચિબદ્ધ છે. ઓરડાના તાપમાને ઉચ્ચ બેન્ડ ગેપ સેમિકન્ડક્ટર્સનું સંશોધન વધારવું ટીન ઓક્સાઇડ એસ. એન. ઓ. 2 જેવા વિશાળ બેન્ડ ગેપ સેમિકન્ડક્ટર્સ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ રાસાયણિક સ્થિરતા અને ગતિશીલતા ધરાવે છે, બનાવવા માટે સસ્તા હોય છે અને યોગ્ય બેન્ડ સંરેખણ ધરાવે છે, જે આ સેમિકન્ડક્ટર્સને ઘણીવાર વિવિધ ઇલેક્ટ્રોનિક્સમાં પાતળા ફિલ્મ ટ્રાન્ઝિસ્ટર, લિથિયમ આયન બેટરીમાં એનોડ્સ અને સૌર કોષોમાં ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સ્તર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે. SNO2 () નું મોટું બેન્ડ ગેપ અને મોટી બંધન ઊર્જા () તેને અલ્ટ્રાવાયોલેટ આધારિત ઉપકરણોમાં ઉપયોગી બનાવે છે. પરંતુ જથ્થાબંધ સ્વરૂપમાં તેના દ્વિધ્રુવ પ્રતિબંધિત બેન્ડ માળખા સાથે એક મૂળભૂત સમસ્યા ઊભી થાય છેઃ સંયોજકતાથી વહન બેન્ડમાં સંક્રમણ દ્વિધ્રુવ પ્રતિબંધિત છે કારણ કે બંને પ્રકારની સ્થિતિઓ એ અસર સાથે સમાન સમાનતા સાથે અસ્તિત્વ ધરાવે છે કે SNO2 નું બેન્ડ ધાર ઉત્સર્જન પ્રકૃતિમાં પ્રતિબંધિત છે. આને તેની ઓછી પરિમાણીય રચનાનો ઉપયોગ કરીને, આંશિક રીતે સ્ફટિક સમપ્રમાણતાનો નાશ કરીને, પ્રતિબંધિત દ્વિધ્રુવીય સંક્રમણને માન્યમાં ફેરવીને સરભર કરી શકાય છે. જોકે, ઓરડાના તાપમાને એસ. એન. ઓ. 2 માં ઓપ્ટિકલ સંક્રમણોનું નિરીક્ષણ કરવું પડકારજનક છે કારણ કે ઘટાડેલા એસ. એન. ઓ. 2 માળખાના યુવી પ્રદેશમાં પ્રકાશ શોષી લેવાની કાર્યક્ષમતા ખૂબ જ નબળી છે અને ઓછી ઊર્જા ધરાવતા ઇલેક્ટ્રોનનું બેકગ્રાઉન્ડ સ્કેટરિંગ છે. ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સનો ઉપયોગ કરીને પાતળી ફિલ્મોના ઓપ્ટિકલ સંક્રમણોને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છેઃ વિદ્યુત ક્ષેત્રમાં પાતળી ફિલ્મ મૂકીને, ઓપ્ટિકલ સંક્રમણના નિર્ણાયક બિંદુઓને વધારવામાં આવશે, જ્યારે પ્રતિબિંબીતામાં ફેરફારને કારણે, ઓછી ઊર્જા પૃષ્ઠભૂમિ સ્કેટરિંગમાં ઘટાડો થાય છે. કાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ઇલેક્ટ્રો રિફ્લેક્ટન્સ સંયુક્ત (એટલે કે, વૈકલ્પિક સિંગલ-ડબલ) બોન્ડ્સ ધરાવતા કાર્બનિક સંયોજનોમાં સેમિકન્ડક્ટિંગ ગુણધર્મો હોઈ શકે છે. જોકે, તે કાર્બનિક સંયોજનોની વાહકતા અને ગતિશીલતા અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર્સની તુલનામાં ખૂબ ઓછી છે. કાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટરના અણુઓને જાળીઓ માનીએ તો, અકાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટરના વિદ્યુત-પરાવર્તનની સમાન પ્રક્રિયા કાર્બનિક માટે લાગુ કરી શકાય છે. જોકે એ નોંધવું જોઇએ કે સેમિકન્ડક્ટર્સમાં ચોક્કસ દ્વૈતવાદ છેઃ ઇન્ટ્રા-મોલેક્યુલર કંડક્શન (અણુની અંદર) અને ઇન્ટર-મોલેક્યુલર કંડક્શન (અણુઓ વચ્ચે), જેને માપવામાં ધ્યાનમાં લેવું જોઈએ. ખાસ કરીને પાતળી ફિલ્મો માટે કાર્બનિક સેમિકન્ડક્ટર્સના બેન્ડ ગેપ્સને આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસપણે નક્કી કરી શકાય છે. ફોટો-રિફ્લેક્શન ફિલ્ડ ઇફેક્ટ (સેમિકન્ડક્ટર) બેન્ડ સ્ટ્રક્ચર બ્રિલૌઇન ઝોન ઇલેક્ટ્રિક ડબલ લેયર સંદર્ભો સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી સેમિકન્ડક્ટર ગુણધર્મો ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક્સ પણ જુઓ.