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光致發(fā)光光譜成像測(cè)量系統(tǒng)
光致發(fā)光光譜成像測(cè)量系統(tǒng)

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北京卓立漢光儀器有限公司

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PMEye-3000光致發(fā)光光譜成像(PL-Mapping)測(cè)量系統(tǒng)是卓立漢光**研制的,用于LED外延片、半導(dǎo)體晶片、太陽(yáng)能電池材料等,在生產(chǎn)線上的質(zhì)量控制和實(shí)驗(yàn)室中的產(chǎn)品研發(fā)檢測(cè)。該系統(tǒng)對(duì)樣品的PL譜進(jìn)行Mapping二維掃描成像,掃描結(jié)果以3D方式進(jìn)行顯示,使檢測(cè)結(jié)果更易于分析和比較。該系統(tǒng)的軟件窗口界面友好,操作簡(jiǎn)單,只需簡(jiǎn)單培訓(xùn)就能使用。

測(cè)試原理:

PL(光致發(fā)光)是一種輻射復(fù)合效應(yīng)。在一定波長(zhǎng)光源的激發(fā)下,電子吸收激發(fā)光子的能量,向高能級(jí)躍遷而處于激發(fā)態(tài)。激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài),會(huì)以輻射復(fù)合的形式發(fā)射光子向低能級(jí)躍遷,這種被發(fā)射的光稱為熒光。熒光光譜代表了半導(dǎo)體材料內(nèi)部,一定的電子能級(jí)躍遷的機(jī)制,也反映了材料的性能及其缺陷。PL是一種用于提供半導(dǎo)體材料的電學(xué)、光學(xué)特性信息的光譜技術(shù),可以研究帶隙、發(fā)光波長(zhǎng)、結(jié)晶度和晶體結(jié)構(gòu)以及缺陷信息等等。

應(yīng)用領(lǐng)域舉例:

LED外延片,太陽(yáng)能電池材料,半導(dǎo)體晶片,半導(dǎo)體薄膜材料等檢測(cè)與研究。

主要特點(diǎn):

◆ PLMapping測(cè)量

◆ 多種激光器可選

◆ Mapping掃描速度:180點(diǎn)/秒

◆ 空間分辨率:50um

◆ 光譜分辨率:0.1nm@1200g/mm

◆ Mapping結(jié)果以3D方式顯示

◆ **8吋的樣品測(cè)量

◆ 樣品精確定位

◆ 樣品真空吸附

◆ 可做低溫測(cè)量

◆ 膜厚測(cè)量

一體化設(shè)計(jì),操作符合人體工學(xué)

PMEye3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng)采用立式一體化設(shè)計(jì),關(guān)鍵尺寸根據(jù)人體工學(xué)理論設(shè)計(jì),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(jī)與操作平臺(tái)高度集成,方便于在實(shí)驗(yàn)室和檢測(cè)車間里擺放。儀器側(cè)面設(shè)計(jì)有可收放平臺(tái),可擺放液晶顯示器和鼠標(biāo)鍵盤。儀器底部裝有滾輪,方便于儀器在不同場(chǎng)地之間的搬動(dòng)。

模塊化設(shè)計(jì)

PMEye-3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng)全面采用模塊化設(shè)計(jì)思想,可根據(jù)用戶的樣品特點(diǎn)來選擇規(guī)格配置,讓用戶有更多的選擇余地。激發(fā)光源、樣品臺(tái)、光譜儀、探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備都實(shí)現(xiàn)了模塊化設(shè)計(jì)。

操作簡(jiǎn)便、全電腦控制

PMEye-3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng),采用整機(jī)設(shè)計(jì),用戶只需要根據(jù)需要放置檢測(cè)樣品,無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的光路調(diào)整,操作簡(jiǎn)便;所有控制操作均通過計(jì)算機(jī)來控制實(shí)現(xiàn)。

全新的樣品臺(tái)設(shè)計(jì),采用真空吸附方式對(duì)樣品進(jìn)行固定,避免了用傳統(tǒng)方式固定樣品而造成的損壞;可對(duì)常規(guī)尺寸的LED外延片樣品進(jìn)行精確定位,提高測(cè)量重復(fù)精度。

兩種測(cè)量方式,用途更廣泛

系統(tǒng)采用直流和交流兩種測(cè)量模式,直流模式用于常規(guī)檢測(cè),交流模式用于微弱熒光檢測(cè)。

監(jiān)控激發(fā)光源,校正測(cè)量結(jié)果

一般的PL測(cè)量系統(tǒng)只是測(cè)量熒光的波長(zhǎng)和強(qiáng)度,而沒有對(duì)激發(fā)光源進(jìn)行監(jiān)控,而激發(fā)光源的不穩(wěn)定性將會(huì)對(duì)PL測(cè)量結(jié)果造成影響。PMEye-3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng)增加對(duì)激光強(qiáng)度的監(jiān)控,并根據(jù)監(jiān)控結(jié)果來對(duì)PL測(cè)量進(jìn)行校正。這樣就可以消除激發(fā)光源的不穩(wěn)定帶來的測(cè)量誤差。

激光器選配靈活

PMEye-3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng)有多種高穩(wěn)定性的激光器可選,系統(tǒng)*多可內(nèi)置2個(gè)激光器和一個(gè)外接激光器,標(biāo)配為1個(gè)405nm波長(zhǎng)高穩(wěn)定激光器。用戶可以根據(jù)測(cè)量對(duì)象選配不同的激光器,使PL檢測(cè)更加精準(zhǔn)。

可選配的激光器波長(zhǎng)有: 405nm,442nm,532nm、785nm、808nm等,外置選配激光器波長(zhǎng)為:325nm。

自動(dòng)Mapping功能

PMEye-3000 PL Mapping測(cè)量系統(tǒng)配置200×200mm的二維電控位移臺(tái),**可測(cè)量8英寸的樣品。用戶可以根據(jù)不同的樣品規(guī)格來設(shè)置掃描區(qū)域、掃描步長(zhǎng)、掃描速度等,掃描速度可高達(dá)每秒180個(gè)點(diǎn),空間分辨率可達(dá)50um。掃描結(jié)果以3D方式顯示,以不同的顏色來表示不同的熒光強(qiáng)度。

軟件功能豐富,操作簡(jiǎn)便

我們具有多年的測(cè)量系統(tǒng)操作軟件開發(fā)經(jīng)驗(yàn),,熟悉試驗(yàn)測(cè)量需求和用戶的操作習(xí)慣,從而使開發(fā)的這套PMEye-3000操作軟件功能強(qiáng)大且操作簡(jiǎn)便。

MEye-3000操作軟件提供單點(diǎn)PL光譜測(cè)量及顯示,單波長(zhǎng)的X-Y Mapping測(cè)量,給定光譜范圍的X-Y Mapping測(cè)量及根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行峰值波長(zhǎng)、峰值強(qiáng)度、半高寬、給定波長(zhǎng)范圍的熒光強(qiáng)度計(jì)算并以Mapping顯示,Mapping結(jié)果以3D方式顯示。同時(shí)具有多種數(shù)據(jù)處理方式來對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

低溫樣品室附件

該附件可實(shí)現(xiàn)樣品在低溫狀態(tài)下的熒光檢測(cè)。

有些樣品在不同的溫度條件下,將呈現(xiàn)不同的熒光效果,這時(shí)就需要對(duì)樣品進(jìn)行低溫制冷。

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

GaN薄膜的禁帶寬度在室溫時(shí)為3.40Ev,換算成波長(zhǎng)為365nm,而我們利用PL系統(tǒng)所測(cè)的GaN薄膜在25K時(shí)在356.6nm附近有一個(gè)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(jìn)去,則可以發(fā)現(xiàn)在理論上25K時(shí)GaN的禁帶寬度為3.48eV,即特征波長(zhǎng)為357.1nm,非??拷鼘?shí)驗(yàn)所得的356.6nm,因此我們可以推斷這個(gè)發(fā)光現(xiàn)象應(yīng)該就是GaN薄膜的自發(fā)輻射。

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