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) w funkcji długości fali
- fotoprąd indukowany w próbce pod wpływem światła monochromatycznego lub białego
- charakterystyki prądowo-napięciowe
- cykliczna woltamperometria
- reflektancja próbki (potrzebna sfera całkująca)
- transmitancja światła przez próbkę (potrzebny kalibrator)
- natężenie światła padającego na próbkę (potrzebny kalibrator)
- mapy IPCE (Incident Photons to Converted Electrons) w funkcji długości fali i przyłożonego napięcia
- mapy APCE (Absorbed Photons to Converted Electrons) w funkcji długości fali i przyłożonego napięcia
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), urządzenie wyposażone w sferę całkującą, pozwala na wyzanczenie również wewnętrznej wydajności kwantowej (APCE) w funkcji długości fali i potencjału polaryzującego.
Oprogramowanie zapewnia klarowną wizualizację danych eksperymentalnych na wiele sposóbów, w tym mapy 3D fotoprądu w funkcji przyłożonego potencjału i długości fali światła.
- Zamknięta komora próbek
- Monochromator pracujący w zakresie UV, VIS oraz IR
- Potencjostat zapewniający pełną charakteryzację próbek elektrochemicznych
- Lampa ksenonowa z kontrolerem i systemem chłodzenia wodą
- Kuweta elektrochemiczna wraz z elektrodami platynową i referencyjną Ag/AgCl
- Oprogramowanie FotoGUI
Wnętrze komory próbek:
Przedstawione poniżej parametry są dobrane do typowych wymagań laboratoriów. Na Państwa życzenie mogą być dowolnie zmieniane.
- Źródło światła: Lampa Ksenonowa 150 W chłodzona wodą z niskoemisyjnym zapłonniekiem
- Tryby pracy źródła światła: stabilizacja prądowa, stabilizacja poboru mocy elektrycznej, stabilizacja natężenia światła
- Do czterech różnych siatek dyfrakcyjnych,
- aksymalna gęstość mocy światła: 35 mW/cm²
Dodatkowe wyposażenie:
Spektrometr jest przystosowany do rozszerzenia jego funkcjonalności poprzez połączenie z innymi urządzeniami takimi jak Sonda Kelwina, oświetlacz LED, kontroler temperatury oraz dodanie dodatkowych komponentów takich jak filtry, przesłony i inne.
- 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
Natężenie światła na próbce
Natężenie światła na próbce pochodzące z lampy ksenonowej 150 W zamontowanej na wejściu monochromatora jest różne w zależności od wybranej długości fali (górny wykres) i zależy od ustawionej szerokości szczeliny (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
Oprogramowanie Spektrometru umożliwia zautomatyzowanie pomiarów i zapewnia zaawansowaną obróbkę wyników.
Trójwymiarowe widmo akcji fotoprądu czyli fotoprąd w funkcji długości fali i przyłożonego potencjału.
kliknij obrazek, aby powiększyć
