CEL-TPV2000瞬態(tài)表面光電壓譜

瞬態(tài)表面光電壓譜的應用
光生載流子動力學主要測試技術，載流子動力學測試技術主要有電學和譜學兩類.電學方法主要是光電化學，測量方式又分時間域和頻率域.時間域方法主要有瞬態(tài)光電壓（TPV）和瞬態(tài)光電流（TPC）,頻率域方法主要有電化學阻抗譜（EIS）和光強度調(diào)制光電壓譜（IPVS）和光強度調(diào)制光電流譜（IMPS）等.譜學方法主要是瞬態(tài)吸收光譜和瞬態(tài)熒光光譜。這里主要介紹時間域的光電化學測量方法（以TPV為例）。瞬態(tài)吸收光譜是研究半導體光生載流子動力學過程和反應歷程的強有力手段之一,它可以獲得半導體體內(nèi)光生載流子產(chǎn)生、俘獲、復合、分離過程的重要微觀信息。
半導體激光器從某一穩(wěn)定工作狀態(tài)過渡到另一穩(wěn)定工作狀態(tài)的過程中所出現(xiàn)的瞬態(tài)現(xiàn)象，或?qū)﹄A躍電流的響應。主要有激射延遲、張弛振蕩和自脈動。這些現(xiàn)象限制著半導體激光器振幅調(diào)制或頻率調(diào)制的性能，特別是調(diào)制速率。
瞬態(tài)光電壓譜(Transient photovoltage spectrum)給出了不同樣品光生電荷分離的動力學信息, 正向光伏信號代表光生電子由表面向內(nèi)部轉(zhuǎn)移。 通常半導體材料的瞬態(tài)光伏分為漂移和擴散過程，分別對應短時間范圍和長時間范圍的光伏信號。
瞬態(tài)表面光電壓工作原理
瞬態(tài)表面光電壓實驗光源為激光器, 脈沖納秒激光經(jīng)棱鏡分光后被分別射入光電倍增管和樣品池中，激光強度通過漸變圓形中性濾光片進行調(diào)節(jié). 光電倍增管記錄參比信號, 樣品信號經(jīng)放大器的數(shù)字示波器進行記錄。 樣品池由具有良好屏蔽電磁噪音的材料制成。樣品池內(nèi)部結(jié)構(gòu)由上至下分別為: 鉑網(wǎng)電極, 云母片, 被測樣品, FTO電極。

瞬態(tài)光電壓研究光生電子的傳輸行為，其光電壓響應包括上升和衰退兩部分，光電壓上升部分在物理上對應于TiO?電極導電基底電子濃度增加（類似于電容充電過程），此過程由光生電子擴散到達基底引起，光電壓下降部分主要對應于電子離開導電基底的復合過程（類似于電容放電過程）。瞬態(tài)表面光電壓譜光生載流子動力學；瞬態(tài)光電壓研究光生電子的傳輸行為

技術參數(shù)

項目	參數(shù)
激光器	Nd:YAG脈沖納秒激光器（整機）
激光器參數(shù)	波長1064nm@320mJ；532nm@180mJ；355nm@60mJ；266nm@40mJ；脈沖寬度 (1064 nm) 10 - 14 ns；控溫精度0.05℃；內(nèi)部預熱器，可快速預熱
OPO激光器(選配)	波長范圍：210-2200nm連續(xù)可調(diào)，計算機控制波長調(diào)節(jié)，峰值能量輸出>20mJ，重復頻率20HZ
系統(tǒng)時間分辨率	5ns
探測靈敏度	0.1mOD
數(shù)據(jù)采集	12bit/16bit高分辨率數(shù)字示波器
光路	采用全封閉結(jié)構(gòu)設計，無任何外部環(huán)境干擾
樣品室	激光耦合裝置；激光光斑聚焦調(diào)整；水平及垂直光路切換；可調(diào)光闌；匹配固體粉末及液體樣品池的光路結(jié)構(gòu) 標配三明治結(jié)構(gòu)樣品池，可根據(jù)要求定制樣品空間，允許進行更多實驗環(huán)境的光路定制，如支持低溫樣品環(huán)境、顯微鏡微區(qū)光譜、強磁場環(huán)境等。
光功率計	測試波長范圍190-11000nm，功率范圍0-2000mw; 配合軟件實時數(shù)據(jù)采集，軟件還內(nèi)置了量子效率計算功能
軟件	軟件集成控制脈沖激光器、OPO激光器、數(shù)據(jù)同步、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)放大、數(shù)據(jù)分析、全自動處理、數(shù)據(jù)導出等功能。 支持單次采集，多次積分平均，本底扣除等； 2D瞬態(tài)光電壓譜，壽命曲線擬合； 支持3D變波長瞬態(tài)光電壓譜顯示。