【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)提供一種通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)及其測量方法，屬于測量。
技術(shù)介紹
1、非注入交流電致發(fā)光(ni-acel)的工作原理是通過交變電場作用下形成高場，并通過熱碰撞或電離在發(fā)光材料內(nèi)部產(chǎn)生電子激發(fā)和發(fā)光。目前，常用的電致發(fā)光測試系統(tǒng)主要針對注入式電致發(fā)光器件如led，而由于機(jī)理上的差異導(dǎo)致在ni-acel上無法通用。前面所述的有關(guān)于led的瞬態(tài)電致發(fā)光技術(shù)可以反應(yīng)出電致發(fā)光器件的發(fā)光時間延遲和拖尾時間(圖2)，以及器件內(nèi)部的載流子注入、傳輸、累積、俘獲以及遷移率等特性，因而被應(yīng)用于研究直流驅(qū)動的注入型電致發(fā)光器件的發(fā)光過程及原理。顯然，這種技術(shù)對于利用場致驅(qū)動的非注入型器件并不適用(無明顯的注入和傳輸過程，外部電子不直接參與發(fā)光)。
2、因此，為了研發(fā)一套適用于非注入交流電致發(fā)光測試系統(tǒng)，在此之前福州大學(xué)的吳教授團(tuán)隊(duì)采用了正弦交流驅(qū)動的方式實(shí)現(xiàn)對非注入式交流發(fā)光二極管的測試。當(dāng)施加偏壓的極性反轉(zhuǎn)時，多數(shù)載流子的漂移會消除先前的感應(yīng)場并在交流電壓下可以保持其周期性電致發(fā)光。因此，可以推斷在正弦交流電信號的驅(qū)動下，可以取得驅(qū)動信號與發(fā)光密度之間的聯(lián)系，并獲得器件的發(fā)光過程中的滯后延時和電子在反轉(zhuǎn)后周期性間歇的原因等等。
3、然而，僅僅基于正弦驅(qū)動下的非注入交流電致發(fā)光測量，僅適用于對ni-acel發(fā)光性能結(jié)果上的分析和研究，而對于新型量子點(diǎn)非注入交流電致發(fā)光器件之類不同發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)制是完全相同的，無法基于不同發(fā)光體系下分析其機(jī)制上的差異，以及實(shí)際電子的內(nèi)部阻礙、復(fù)合率和偏移性質(zhì)情況。因此需要
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)及其測量方法，通過集成動態(tài)可調(diào)高壓放大器、高頻脈沖輸出信號發(fā)生器、高響應(yīng)速度光電倍增管和高帶寬示波器，在微觀尺度下通過交流脈沖信號和正弦信號的電壓和頻率可調(diào)測試電致發(fā)光信號；而在宏觀尺度上通過正弦/脈沖信號和疊加直流偏置進(jìn)行比對。
2、具體技術(shù)方案為：
3、通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，包括最大帶寬達(dá)1mhz雙通道的高壓放大器，60mhz以上雙通道正弦和脈沖輸出頻率的信號發(fā)生器，1ghz帶寬或以上級別雙通道或多通道的示波器，高響應(yīng)速度光電倍增管或者高響應(yīng)速度雪崩二極管探測器，計(jì)算機(jī)；
4、高壓放大器和信號發(fā)生器均采用外部觸發(fā)模式。首先將提供波形、頻率以及一定電壓的信號發(fā)生器接入到高壓放大器的輸入端，再將高壓放大器(放大電壓)的通道1輸出端接到示波器通道a。通過調(diào)制高壓放大器通道1在示波器通道a上得到所需測量脈沖信號后將通道1信號復(fù)制到通道2，且各通道1與通道2信號無相對時間延遲，即二者輸出信號同步一致。高壓放大器的通道2輸出端加載到所需測量器件的兩端電極上，器件發(fā)光由光電倍增管或者雪崩二極管探測器收集并轉(zhuǎn)化成電信號。光電倍增管或者雪崩二極管探測器信號輸出接口連接到示波器信號輸入通道b，從而將光電信號輸出到示波器。示波器選擇使用通道a上升沿觸發(fā)，通道b觸發(fā)跟隨通道a，不另外觸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)脈沖信號與光電信號同步輸出。
5、進(jìn)一步的，所述信號發(fā)生器的脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000v至1000v，脈沖占空比調(diào)節(jié)范圍為1％至99％。并且，信號發(fā)生器的正弦寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000v至1000v。
6、所述高壓放大器的電壓調(diào)節(jié)范圍為0至6000vp-p。
7、通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)的測量方法，微觀尺度下，利用方波脈沖和正弦交流信號觀察內(nèi)部電子的激發(fā)和捕獲情況；在宏觀尺度上，通過正弦信號與直流信號的疊加或與非偏置信號的比對，區(qū)分發(fā)光中心電子運(yùn)輸過程中的偏移狀態(tài)、電離狀態(tài)和缺陷俘獲載流子等不同狀態(tài)。尤其針對非注入電子的內(nèi)部阻礙、復(fù)合率和偏移性質(zhì)等方面的信息進(jìn)行測量。
8、所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)的測量非注入交流電致發(fā)光的方法，包括：利用兩個或多個高壓放大器中的一個高壓放大器的第一通道和第二通道同步輸出單脈沖信號；利用示波器的第一通道接收方波脈沖或者正弦信號，并利用示波器的第二通道接收由光電倍增管或雪崩二極管探測器通過收集電致發(fā)光器件的發(fā)光而生成的電信號；以及在示波器上同步顯示方波脈沖或者正弦信號和所述電信號。
9、ni-acel對于頻率范圍有限，當(dāng)外加頻率在發(fā)光閾值范圍(微秒級)內(nèi)時，單位時間內(nèi)發(fā)光材料中的電子被熱碰撞加速的次數(shù)隨著外加頻率的增加發(fā)光亮度增大。但是由于外加電壓是交流脈沖信號，隨著外加頻率超過閾值范圍(微秒級)時，脈沖信號的脈寬則減小，從而每次電子被加速的時間也會變短，過熱電子的能量則會降低，所以等外加頻率增大到一定程度時，脈寬減小引起的發(fā)光亮度的改變起主要作用時，發(fā)光亮度就會降低，從而隨著外加頻率的變化會有一個極值存在。
10、本專利技術(shù)通過集成動態(tài)可調(diào)高壓放大器、高頻正弦和脈沖輸出信號發(fā)生器、高響應(yīng)速度光電倍增管和高帶寬示波器，輸出高頻高壓的動態(tài)交流信號，可通用于目前各類型非注入型交流電致發(fā)光器件(ni-acel)發(fā)光過程測量。對于利用場致驅(qū)動的ni-acel，在微觀尺度下，利用變頻變壓脈沖信號下(不同頻率和電壓周期)觀察ni-acel內(nèi)部電子的激發(fā)和被捕獲情況。同時，在宏觀尺度上利用正弦信號與直流信號的疊加或者與脈沖信號的比對，區(qū)分發(fā)光中心電子運(yùn)輸過程的偏移狀態(tài)、電離狀態(tài)和介電俘獲載流子等不同狀態(tài)的信息。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，包括高壓放大器，信號發(fā)生器，示波器，高響應(yīng)速度光電倍增管或者高響應(yīng)速度雪崩二極管探測器，計(jì)算機(jī)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓放大器、信號發(fā)生器、示波器具體為最大帶寬達(dá)1MHz雙通道的高壓放大器，60MHz以上雙通道正弦和脈沖輸出頻率的信號發(fā)生器，1GHz帶寬或以上級別雙通道或多通道的示波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器的脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000V至1000V，脈沖占空比調(diào)節(jié)范圍為1％至99％。并且，信號發(fā)生器的正弦寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000V至1000V。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓放大器的電壓調(diào)節(jié)范圍為0至6000Vp-p。<...
【技術(shù)特征摘要】
1.通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，包括高壓放大器，信號發(fā)生器，示波器，高響應(yīng)速度光電倍增管或者高響應(yīng)速度雪崩二極管探測器，計(jì)算機(jī)；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述的高壓放大器、信號發(fā)生器、示波器具體為最大帶寬達(dá)1mhz雙通道的高壓放大器，60mhz以上雙通道正弦和脈沖輸出頻率的信號發(fā)生器，1ghz帶寬或以上級別雙通道或多通道的示波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通用型非注入交流電致發(fā)光測量系統(tǒng)，其特征在于，所述信號發(fā)生器的脈沖寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000v至1000v，脈沖占空比調(diào)節(jié)范圍為1％至99％。并且，信號發(fā)生器的正弦寬度調(diào)節(jié)范圍為1ns至10s，脈沖周期長度調(diào)節(jié)范圍為100ns至10s，脈沖循環(huán)數(shù)調(diào)節(jié)范圍為1至∞，脈沖電壓調(diào)節(jié)范圍為-1000v至1000v。
4.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：常帥，劉藝彬，董豪杰，劉娜，
申請(專利權(quán))人：深圳北理莫斯科大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。