Skanująca Sonda Kelvina pozwala na pomiar pracy wyjścia elektronu z powierzchni materiałów zarówno półprzewodnikowych jak i przewodzących nie tylko w jednym punkcie powierzchni próbki lecz na całym jej obszarze.

Sonda Kelwina wyposażona w źródło światła pozwala badać stany powierzchniowe elektronów na próbce. Stany powierzchniowe elektronów odgrywają decydującą rolę w transferze ładunku elektrycznego , co jest szczególnie istotne w przypadku materiałów fotowoltaicznych oraz w fotoelektrochemii.

Możliwość skanowania powierzchni próbki i badania jej właściwości elektrycznych pozwala na precyzyjną ocenę jakości materiału, jego jednorodności oraz na zebranie serii pomiarów pozwalających z większą dokładnością ocenić parametr pracy wyjścia materiału.

Woltomierz elektrostatyczny

Skanująca Sonda Kelwina  pozwala na wyznaczenie rozkładu ładunków na powierzchni badanego materiału – w tym dielektryków! Opracowana metoda pomiarowa oraz konstrukcja urządzenia czyni je unikalnym i bezkonkurencyjnym w badaniu naładowanych powierzchni dielektrycznych. System umożliwia pomiar rozkładu ładunków elektrostatycznych na powierzchni o wartościach do kilku kV!

Urządzenie składa się z sondy na statywie, elektroniki sterującej i klatki Faradaya.

• Próbka jest umieszczana na stoliku XY na jednym z dwóch dostępnych statywów. Stolik jest zmotoryzowany, pozwala na wykonanie przesuwu w zakresie 5 cm w obu okierunkach.
• Przy każdym dojeździe sondy do próbki mierzona jest rzeczywista odległość pomiędzy próbką a sondą, z dokładnością do 50 µm.
• Sonda ma wskaźnik miejsca, w którym się znajdzie, po opuszczeniu na próbkę, co ułatwia jej pozycjonowanie.
• Częścią urządzenia jest mikroskop USB skierowany na próbkę oraz zewnętrzna lampka.
• Nad sondą znajduje się uchwyt światłowodowy – światłowód służy do oświetlania próbki światłem z monochromatora.
• Podczas manipulacji przy próbce sonda jest chowana pod metalową osłoną, co zapobiega jej przypadkowemu uszkodzeniu.

Końcówka sondy

Końcówka sondy to element zaprojektowany i wykonany przez Instytut Fotonowy Sp. z o.o.

Drgania końcówki generowane są z wykorzystaniem elektromagnesu.

• próbka w formie naniesionej warstwy

Klatka Faradaya

Na całą sondę Kelvina zakładana jest klatka Faradaya ekranująca ją od otoczenia. Na klatce zamontowano gniazdo uziemiające.

specyfikacja

Poniższa specyfikacja sondy Kelvina może ulec zmianom w miarę rozwoju urządzenia.

Zakres napięć	-5 V .. 5 V
Rozdzielczość nominalna pomiaru napięć	0.15 mV
Technika pomiaru	2-kanałowy wzmacniacz fazoczuły
Uchwyt próbek	stolik przesuwny X-Y zmotoryzowany,
Statyw na próbkę	statyw na próbkę w formie warstwy / statyw mocujący próbkę stałą
Zakres ruchu stolika	5 cm x 5 cm
Min krok próbki	1 µm
Typ sondy	siatka Au, śr. 2.5 mm
Dojazd sondy	stolik przesuwny Z, zmotoryzowany
Sposób pozycjonowania względem próbki	bariera świetlna
Rozdzielczość pozycjonowania sondy	10 µm
Zakres spektralny	200 nm .. 2000 nm (zależnie od wybranego światłowodu)
Wybór światłowodów (Lumatec)
Dodatkowe czujniki	wilgotności i temperatury
Oświetlenie wewnątrz klatki	biały LED
Pozycjonowanie X-Y	wskaźnik laserowy
Komunikacja z komputerem	USB 2.0
Rozmiar	40 x 40 x 45 cm
Waga	10 kg

Rozkład wartości potencjału elektrycznego na powierzchni:

Temperatura otoczenia w trakcie pomiaru:

Wilgotność powietrza w trakcie pomiaru:

Wyznaczone wartości CPD:

Rozkład potencjału elektrycznego na powierzchni:

Wartości temperatury otoczenia w trakcie trwania pomiaru:

Wartości wilgotności powietrza w trakcie trwania pomiaru:

Rozkład potencjału elektrycznego na powierzchni PTFE na podłożu aluminiowym :