稳态表面光电压测试系统CME-SPVC是一种用于测量材料表面在光照下产生的光电压的设备,由光源、样品台、探测器和信号处理系统等部分组成。光源提供特定波长和强度的光照,照射在样品表面。样品表面由于光照激发产生光生载流子,这些载流子在样品内部或表面迁移,形成光电压。探测器用于检测样品表面的光电压信号,并将其转换为电信号。信号处理系统对探测器输出的电信号进行放大、滤波、数字化等处理,以获得准确的光电压数据。
主要应用于材料科学、物理学、化学等领域,用于研究材料的光电性能、光催化活性、光解水制氢、太阳能电池、光电气敏传感器等。通过测量不同条件下(如不同光照波长、光照强度、样品温度等)的表面光电压,可以获取关于材料的能带结构、电荷转移过程、表面态等信息,为材料的设计和性能优化提供重要依据。
系统特点:
1. 采用模组化设计,紧密贴合用户需求,兼具经济实惠与灵活性,适用范围广泛,无论是升级、改造还是维护,都极为便捷。
2. 提供了多样化的光源选择,既可选大功率卤钨灯,又能选用大功率氙灯光源,同时还可使用用户已有的或指定的光源,满足不同用户的特定需求。
3. 拥有独特的分光系统,此系统能够确保良好的波长准确度与重复性,有效消除多级谱的不良影响,杂散光极小,为精确测量提供可靠保障。
4. 具备强大的弱信号处理能力,可显著提高信噪比,有力保证测量精度,让测量结果更具可信度。
5. 光路设计实现了一体化,所有光路均在暗室中或封闭光路中进行,有效杜绝了外界杂光的干扰,确保测量的准确性和稳定性。
6. 自主研发了高性能的弱信号处理器,还可配置进口直流信号隔离前置放大器,能有效隔离偏光照射样品所产生的直流分量,并且能够自动切换所有控制信号,操作便捷且功能强大。
7. 配套有完整的全自动化专用系统软件,为用户提供便捷的操作和数据分析环境。
测试项目:
表面光电压(SPV)的测试,这对于研究材料的光电性能等方面具有重要意义。
表面光电流(SPC)的测试,有助于深入了解材料的电荷转移等过程。
测量相位角,为材料特性的全面分析提供更多维度的信息。
测试样品:
主要针对粉末状材料,其中包括 TiO₂、ZnO、CdS、GaAs、CdTe、CdSe 等常见的半导体材料,这些材料在光催化、太阳能电池等领域具有广泛的应用,通过对它们的测试,可以为相关领域的研究和应用提供重要的数据支持。
技术参数:
暗箱内部:
测试系统样品室采用暗箱避光设计结构;样品室内上方为主光光源出光口,出光口角度出厂前已调整好,可准确照射在样品上;粉末状测试样品置于样品盒内进行测试,样品盒外侧有电流/电压测试切换按钮,方便切换测试功能
软件系统:
、
软件可实现对样品的全自动控制测试,自动扫描、信号放大、A/D、数据采集和数据处理,图表文件自动生成与显示;支持多种格式的数据和图片备份及打印输出功能,可导出为Excel、TXT 、XLS等格式的文件和数据;支持多组数据对比功能;粗大误差的自动去除,系统误差、线性误差、周期误差、T误差的自动校验。
技术背景;
1876 年 W.GAdam 发现光致电子跃迁现象,1948 年将其光生伏***应作为光谱检测技术应用于半导体材料研究,形成表面电压技术(SPV)或表面光电压谱(SPS),这是一种研究半导体特征参数的***途径,通过分析材料光致表面电压改变获取相关信息。1970 年美国麻省理工学院 Gates 教授小组用低于禁带宽度能量的光照射 CdS 表面获得入射光波长与表面光电压的谱图,形成新的研究测试手段。SPV 技术操作简单、再现性好、不污染不破坏样品,检测信息主要是样品表层几十纳米的性质,不受基底或本体影响,对光敏表面和界面电子转移研究重要,其原理基于检测入射光诱导的表面电荷变化,检测灵敏度高,借助场诱导表面光电压谱技术可测定半导体导电类型、研究纳米晶体材料光电特性、了解半导体光激发电荷分离和转移过程、实现半导体谱带解释及为研究符合体系光敏和光致界面电荷转移过程提供可行性方法。在光电化学领域,人们关注材料光照下电荷转移和能量转换过程,传统电学测试方法难以获取材料表面光照下微观电荷行为信息,表面光电压效应可间接反映相关信息,稳态表面光电压测试系统的发展满足对材料表面光电性质准确稳定测量需求,能在稳定光照下长时间测量光电压变化,排除瞬态和噪声干扰,获得更可靠光电性能数据,在太阳能电池材料、光催化材料、半导体器件等研究领域广泛应用,为深入理解光电物理机制和优化材料性能提供重要技术手段。