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光致發光光譜成像測量系統

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北京卓立漢光儀器有限公司

北京

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產品介紹

PMEye-3000光致發光光譜成像(PL-Mapping)測量系統是卓立漢光**研制的,用于LED外延片、半導體晶片、太陽能電池材料等,在生產線上的質量控制和實驗室中的產品研發檢測。該系統對樣品的PL譜進行Mapping二維掃描成像,掃描結果以3D方式進行顯示,使檢測結果更易于分析和比較。該系統的軟件窗口界面友好,操作簡單,只需簡單培訓就能使用。

測試原理:

PL(光致發光)是一種輻射復合效應。在一定波長光源的激發下,電子吸收激發光子的能量,向高能級躍遷而處于激發態。激發態是不穩定的狀態,會以輻射復合的形式發射光子向低能級躍遷,這種被發射的光稱為熒光。熒光光譜代表了半導體材料內部,一定的電子能級躍遷的機制,也反映了材料的性能及其缺陷。PL是一種用于提供半導體材料的電學、光學特性信息的光譜技術,可以研究帶隙、發光波長、結晶度和晶體結構以及缺陷信息等等。

應用領域舉例:

LED外延片,太陽能電池材料,半導體晶片,半導體薄膜材料等檢測與研究。

主要特點:

◆ PLMapping測量

◆ 多種激光器可選

◆ Mapping掃描速度:180點/秒

◆ 空間分辨率:50um

◆ 光譜分辨率:0.1nm@1200g/mm

◆ Mapping結果以3D方式顯示

◆ **8吋的樣品測量

◆ 樣品精確定位

◆ 樣品真空吸附

◆ 可做低溫測量

◆ 膜厚測量

一體化設計,操作符合人體工學

PMEye3000 PL Mapping測量系統采用立式一體化設計,關鍵尺寸根據人體工學理論設計,不管是樣品的操作高度和電腦使用高度,都特別適合于人員操作。主機與操作平臺高度集成,方便于在實驗室和檢測車間里擺放。儀器側面設計有可收放平臺,可擺放液晶顯示器和鼠標鍵盤。儀器底部裝有滾輪,方便于儀器在不同場地之間的搬動。

模塊化設計

PMEye-3000 PL Mapping測量系統全面采用模塊化設計思想,可根據用戶的樣品特點來選擇規格配置,讓用戶有更多的選擇余地。激發光源、樣品臺、光譜儀、探測器、數據采集設備都實現了模塊化設計。

操作簡便、全電腦控制

PMEye-3000 PL Mapping測量系統,采用整機設計,用戶只需要根據需要放置檢測樣品,無需進行復雜的光路調整,操作簡便;所有控制操作均通過計算機來控制實現。

全新的樣品臺設計,采用真空吸附方式對樣品進行固定,避免了用傳統方式固定樣品而造成的損壞;可對常規尺寸的LED外延片樣品進行精確定位,提高測量重復精度。

兩種測量方式,用途更廣泛

系統采用直流和交流兩種測量模式,直流模式用于常規檢測,交流模式用于微弱熒光檢測。

監控激發光源,校正測量結果

一般的PL測量系統只是測量熒光的波長和強度,而沒有對激發光源進行監控,而激發光源的不穩定性將會對PL測量結果造成影響。PMEye-3000 PL Mapping測量系統增加對激光強度的監控,并根據監控結果來對PL測量進行校正。這樣就可以消除激發光源的不穩定帶來的測量誤差。

激光器選配靈活

PMEye-3000 PL Mapping測量系統有多種高穩定性的激光器可選,系統*多可內置2個激光器和一個外接激光器,標配為1個405nm波長高穩定激光器。用戶可以根據測量對象選配不同的激光器,使PL檢測更加精準。

可選配的激光器波長有: 405nm,442nm,532nm、785nm、808nm等,外置選配激光器波長為:325nm。

自動Mapping功能

PMEye-3000 PL Mapping測量系統配置200×200mm的二維電控位移臺,**可測量8英寸的樣品。用戶可以根據不同的樣品規格來設置掃描區域、掃描步長、掃描速度等,掃描速度可高達每秒180個點,空間分辨率可達50um。掃描結果以3D方式顯示,以不同的顏色來表示不同的熒光強度。

軟件功能豐富,操作簡便

我們具有多年的測量系統操作軟件開發經驗,,熟悉試驗測量需求和用戶的操作習慣,從而使開發的這套PMEye-3000操作軟件功能強大且操作簡便。

MEye-3000操作軟件提供單點PL光譜測量及顯示,單波長的X-Y Mapping測量,給定光譜范圍的X-Y Mapping測量及根據測量數據進行峰值波長、峰值強度、半高寬、給定波長范圍的熒光強度計算并以Mapping顯示,Mapping結果以3D方式顯示。同時具有多種數據處理方式來對所測量的數據進行處理。

低溫樣品室附件

該附件可實現樣品在低溫狀態下的熒光檢測。

有些樣品在不同的溫度條件下,將呈現不同的熒光效果,這時就需要對樣品進行低溫制冷。

如圖所示,從圖中我們可以發現在室溫時,GaN薄膜的發光波長幾乎涵蓋整個可見光范圍,且強度的**峰出現在580nm附近,但整體而言其強度并不強;隨著溫度的降低,發光強度開始慢慢的增加,直到110K時,我們可以發現在350nm附近似乎有一個小峰開始出現,且當溫度越降越低,這個小峰強度的增加也越顯著,一直到*低溫25K時,基本上就只有一個熒光峰。

GaN薄膜的禁帶寬度在室溫時為3.40Ev,換算成波長為365nm,而我們利用PL系統所測的GaN薄膜在25K時在356.6nm附近有一個峰值,因此如果我們將GaN薄膜的禁帶寬度隨溫度變化情況也考慮進去,則可以發現在理論上25K時GaN的禁帶寬度為3.48eV,即特征波長為357.1nm,非常靠近實驗所得的356.6nm,因此我們可以推斷這個發光現象應該就是GaN薄膜的自發輻射。

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光致發光光譜成像測量系統

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