Spektrometr fotoelektryczny służy on do badań własności elektrycznych (fotonapięcie i fotoprąd) półprzewodników szerokopasmowych pod wpływem światła. Źródłem światła jest lampa ksenonowa emitująca promieniowanie elektromagnetyczne z zakresu UV, VIS i NIR. Próbka może być oświetlona światłem białym lub monochromatycznym (patrz: oswietlacz ksenonowy).
Światło białe może być dostosowane do standardowego światła słonecznego przy pomocy filtrów Air Mass.
Światło monochromatyczne jest automatycznie przestrajalne w pełnym zakresie spektralnym.
Pomiar własności elektrycznych próbki odbywa się opcjonalnie przy pomocy potencjostatu (fotoprąd) lub sondy Kelvina (fotonapięcia).
Obsługa urządzenia jest zautomatyzowana.
Wielkości mierzone przez urządzenie:
- prąd płynący przez próbkę w czasie (CA)
- napięcie obwodu otwartego (OCP)
- fotoprąd wywołany w próbce przez oświetlenie jej światłem monochromatycznym bądź białym.
- charakterystyki prądowo-napięciowe
- transmitancja światła przez próbkę
- natężenie światła padającego na próbkę (potrzebny kalibrator)
- fotonapięcie w funkcji długości fali przy obwodzie rozwartym
- mapy akcji (fotoprądy w funkcji przyłożonego potencjału i długości fali światła
- mapy IPCE w funkcji długości fali i przyłożonego napięcia
- reflektancję próbki (potrzebna sfera całkująca)
- mapy APCE (Absorbed Photons to Converted Electrons) w funkcji długości fali i przyłożonego napięcia
- charakterystyki prądowo-napięciowe pod wpływem światła
- praca wyjścia próbki (potrzebna sonda Kelvina)
- praca wyjścia pod wpływem światła (potrzebna sonda Kelvina)
Oprogramowanie spektrometru pozwala w prosty sposób uzyskać charakterystykę widma akcji fotonapięcia i fotoprądu, a także umożliwia wykonanie pomiarów potencjodynamicznych i galwanochemicznych przy ustalonej długości fali (patrz też: kuweta elektrochemiczna). Pomiary te możliwe są zarówno w trybie ciągłym jak i impulsowym.
Automatycznie wykonywany jest również pomiar wydajności kwantowej, rozumiany jako stosunek liczby padających fotonów do wyprodukowanych fotoelektronów (IPCE) i, ze sferą całkującą, pełną wydajność kwantową (APCE) w funkcji długości fali i potencjału polaryzującego.
Służymy fachową pomocą w wyborze odpowiedniego potencjostatu współpracującego z urządzeniem.
Oprócz potencjostatu kontroler może współpracować z sondą Kelvina, przerywaczem wiązki w układzie detekcji fazoczułej, mieszadłem magnetycznym, systemem pipet automatycznych, kontrolerem temperatury i wieloma innymi.
Wszystkie te urządzenia można zamówić w Instytucie Fotonowym.
kliknij obrazek, aby powiększyć
Przedstawione poniżej parametry są dobrane do typowych wymagań laboratoriów. Na Państwa życzenie mogą być dowolnie zmieniane.
- Źródło światła: lampa Xe 150 W chłodzona wodą
- Tryby pracy źródła światła: stabilizacja prądowa, stabilizacja poboru mocy elektrycznej, stabilizacja natężenia światła
- Jedna lub dwie siatki dyfrakcyjne: 1200 rys/mm z maksimum wydajności dla 300 nm i/lub 500 nm
- Maksymalna gęstość mocy światła: 35 mW/cm²
- Filtry krawędziowe: 400 nm oraz 510 nm
- Liczba możliwych filtrów: 6
- Liczba programowalnych wejść/wyjść cyfrowych (TTL) kontrolera
do synchronizacji z innymi urządzeniami: 16 - Komunikacja z komputerem: USB 2.0
Typowe natężenie światła generowane przez spektrometr fotoelektryczny
Natężenie światła dostarczane przez spektrometr fotoelektryczny zasilany lampą ksenonową 150 W zależy od długości fali (górny wykres) i od rozwarcia szczelin (dolny wykres).
Górny wykres został uzyskany przy pomocy układu wyposażonego w dwie siatki dyfrakcyjne 1200 rys/mm: jedna optymalizowana na 300 nm, druga na 500 nm.
kliknij obrazek, aby powiększyć
Spektrometr pozwala na zautomatyzowanie pomiarów i obróbkę wyników. Na górnym obrazku przedstawiono uzyskane trójwymiarowe widmo akcji fotoprądu czyli fotoprąd w funkcji długości fali i przyłożonego potencjału.
Dolny przedstawia wykres wydajności kwantowej IPCE.
Przełączenie pomiędzy jednym i drugim wykresem w programie odbywa się przez jedno kliknięcie myszką.
kliknij obrazek, aby powiększyć
