Pico-Tau載流子壽命測試儀

型號 : Pico-Tau

Pico-Tau是光焱科技開發的一款少數載流子壽命測試儀,基於時間分辨光致發光(PL)原理,藉由超短脈衝將樣品從基態激發至激發態,並透過時間相關單光子計數(TCSPC技術可測量從納秒(sub-ns)至微秒(us)不同時間等級的螢光壽命週期,可協助研究人員進行有機光電器件、量子點與石墨烯化合物的少數載流子壽命測試。此外,光焱科技提供各種激發波長和探測器,以供用戶進行各式有機及新穎材料的研究。

項目 規格
激發光源 a. 超快脈衝雷射器
b. 激發波長:405±1 nm 脈衝鐳射
c. 壽命:3000小時
d. 雷射脈衝寬度:<40 ps
e. 平均功率>100mW
f. 重複率:單脈衝至50 MHz
g. 光斑型態:TEM00高斯分佈光束
h. 激發控制器
樣品室 a. 45 度光學設計
b. 光強增幅設計
c. 激發光斑尺寸:< 500 um
d. 薄膜樣品支架
e. 高效收光光學鏡組 < 10-5
f. 大空間密閉暗室
g. 最大支持樣品尺寸:5 cm x 5 cm
接收波長選擇器 a. 雜散光自動濾除功能
b. 自動化轉輪設計
c. 最多五片濾光片 < 10-5
d. LED面板顯示
e. RS 232介面控制
f. 500 nm/600 nm/700 nm/800 nm/900 nm波長選擇器
雪崩式探測器 a. 矽基雪崩式探測器
b. 回應時間  50 ps
c. 波長響應範圍:350-900 nm
d. 低暗計數頻率< 2 Hz
e. 不須外部觸發
光-時序信處理器 a. 最小時間解析度: 25 ps
b. 32768 通道數
c. 時序轉換範圍2.5 ns to 5 ms (基於40 ps雷射器與探測器)
d. 正向/ 反向操作模式
e. 擷取時間1 ms to 100 hours
測量分析軟體 a. 時間分辨光激發光測量功能
b. 背景響應測試
c. 載子壽命分析
d. 最多4 組衰減曲線擬合功能
e. 資料保存與輸出功能
電腦系統 a. x86相容計算器包含螢幕鍵盤與滑鼠
b. 微軟作業系統


選件型號 選件項目 規格
ENL-PU-450 脈衝激發光源 a. 多種雷射器可選
b. 450 nm、520 nm、635 nm、808 nm、830 nm、1300 nm、1550 nm
ENL-DET-PMT 光電倍增管 a. 回應時間  180 ps
b. 壽命回應時間< 500 ps
c. 波長響應範圍:200-920 nm
d. 內建光遮斷器
e. 高動態範圍弱光測量< 10-5
f. 光電流超載保護設計
g. 抗雜訊干擾設計
ENL-ST-LT L型樣品台 a. L 型光學設計
b. 適合粉末與液體樣品
c. 10 mm x 10 mm 液體石英樣品盒< 10-5
d. 10 mm光程厚度
e. 液體樣品支架
ENL-SD-532 連續激發光源 a. 最大輸出功率300 mW
b. 激發波長:532 nm
c. 時間不穩定度:< 2 %
d. 光斑尺寸:< 5 mm直徑
e. 光斑型態:TEM00 高斯分佈光束
ENL-DET-SSVIS 穩態PL光譜探測器 a. 背照式感光陣列矽探測器
b. 光纖導光模組
c. 波長範圍:300-1100 nm
d. 波長解析度:  1 nm
e. 峰值波長的量子轉換效率78 %
f. 16 bit類比數位轉換
g. USB電腦連接介面
ENL-DET-SSNIR 穩態PL長波光譜探測器 a. InGaAs感光陣列矽探測器
b. 光纖導光模組
c. 波長範圍:900-1700 nm
d. 波長解析度: 5 nm
e. 16 bit類比數位轉換
f. USB電腦連接介面
ENL-PL-QE PLQE光致發光量子效率測試模組 a. 絕對光致發光量子效率量測
b. 4 inch直徑積分球設計
c. 薄膜/液體樣品台
d. 激發光強衰減器
e. 光纖偶合器
f. 訊號補償功能
g. PLQE量測軟體
h. 需搭配穩態PL光譜探測器
ENL-PL-VB 偏壓電致發光功能 a. 可程式化偏壓模組(0 ~ 50 V)
b. 偏壓電致發光專用樣品台
c. 偏壓光致發光測量功能
d. 偏壓電致發光測量功能
ENL-PL-LT 低溫系統 a. 溫度工作範圍:10k ~ 325k (4K option)
b. 降至10 k1小時
c. 閉回路設計
d. 兩個1.25英吋的石英窗口(可客制化)
e. 標準樣品載台
f. 溫度感測器(校準至325 K)
g. 可程式化溫度控制器
h. 高可靠度液態氦壓縮機
i. 真空幫浦(>5 m3/hr)與筏門配件
g. 可移動式金屬支架
h. 預留電線介面可擴充EL等電性測量
● 超高精度的載流子壽命測量能力,最短壽命可達200 ps,精度25 ps
● 獨特地可調式脈衝式光源,適合不同載子壽命的材料,最長壽命可達10 us
● 人性化控制軟體,一鍵式載流子壽命測量軟體.
● 強大硬體擴充能力,滿足多樣化高端測量分析需求
● 靈活的樣品倉設計,滿足固態與液態樣品應用
● 高達32678個時間通道的取樣能力,使曲線更精細

通過載流子壽命的測量,分析太陽能電池中載子移動特性並改進工藝條件,提高轉換校率,可以加速高效電池技術發展。高效率的太陽能電池,其少子壽命較長。

圖一、載流子壽命測量實例,大部分鈣鈦礦材料的載流子壽命大約在1 ns~1 us

載流子壽命測量是光譜動力學重要的檢測工具,對所有需要在皮秒和納秒級範圍內從事光電材料,半導體材料,微弱光信號記錄的研究和開發人員來說是必不可少的工具。

測量原理:
載流子壽命測試儀在硬體上由高重複率(50 MHz)的脈衝光源(<40 ps)、觸發偵測器、快速探頭(APD或者PMT大約180 ps)以及光-時序處理器(最小解析度25 ps)組成,確保整體儀器內部回應時間小於200 ps

其測量工作原理如圖所示,當激發光源之後,材料分子會在一定時間內放出螢光,藉由多次激發取樣,可獲得螢光在不同時間軸上的訊號強度分佈,便可獲得生命週期常數

2
3

測量原理示意圖

鐳射特性:
一般材料分子螢光壽命大約數個ns等級,採用50 ps或者fs等級的雷射脈衝可以再極短時間內將材料分子內部處於基態電子激發至激發態,其激發過程不會產生螢光。若採用納秒雷射脈衝,則在激發過程中便會產生螢光,造成測量上極大誤差,因此採用皮秒脈衝,可避免此情形。
4
系統特性:雷射脈衝寬度: < 40 ps
不同重複率產生相鄰脈衝時間間隔可調,即可測量不同的螢光載流子壽命週期。通過可調變式重複率,可測量不同時間等級(如ns到微秒)的螢光壽命週期,適用範圍更廣。
5
重複率:單脈衝至50 MHz
Coming soon!
Coming soon!
Coming soon!