傅里葉變換光致發(fā)光光譜儀 FTPL-10

產(chǎn)品簡介

光致發(fā)光（Photoluminescence, PL）光譜作為一種有效的無損光譜檢測手段廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體的帶隙檢測、雜質(zhì)缺陷分析、復(fù)合機制與品質(zhì)簽定等。但在光致發(fā)光的紅外區(qū)這一弱信號檢測領(lǐng)域，市場上現(xiàn)有的測量系統(tǒng)對使用者的光譜實驗技能要求高，使用者需要耗時費力調(diào)整光路，才能找到微弱的PL光譜信號，光譜測量效果往往也難以得到保證。

      傅里葉變換（Fourier transform, FT）光譜具有完善的理論和儀器基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)色散型光譜儀相比，傅里葉變換光譜儀具有多通道、全通量、低等效噪聲、快速掃描等優(yōu)勢，信噪比和探測靈敏度提升了一個數(shù)量級，非常適合紅外波段的光譜測量。

應(yīng)用領(lǐng)域

* 前沿光電材料科學(xué)研究

* 半導(dǎo)體晶圓品質(zhì)檢測

* 稀土發(fā)光材料性能檢測

* 紅外光電器件品質(zhì)檢測

傅里葉變換光致發(fā)光光譜儀 FTPL-10特點

* 紅外波段弱信號探測能力強

FTPL-10信號采集使用傅里葉變換干涉分光技術(shù)，規(guī)避了傳統(tǒng)光譜儀中嚴重限制光通量的狹縫，顯著提高通光量；無需按波段分光檢測，顯著提升紅外波段微弱光譜信號的探測能力，光譜分辨率和信噪比提升一個數(shù)量級。

* 光譜掃描速度快

在常用的分辨率條件下，FTPL-10能夠在不到1秒的時間內(nèi)掃描一張質(zhì)量很好的光譜圖。在此基礎(chǔ)上，采用多次重復(fù)快速掃描的方式，可以降低隨機誤差，進一步提高光譜信噪比。

* 較低的使用門檻

FTPL-10采用預(yù)先優(yōu)化準直的光路設(shè)計，將激發(fā)光引導(dǎo)至預(yù)設(shè)的位置，該位置同時是優(yōu)異的光信號收集位置。使用者不需要進行復(fù)雜的光路調(diào)節(jié)工作，只需要將樣品固定，通過三維位移臺將樣品調(diào)節(jié)到預(yù)設(shè)位置，即可滿足測量要求。使用門檻較低，只需簡單培訓(xùn)即可上機操作。

產(chǎn)品參數(shù)

FTPL-10實測樣品數(shù)據(jù)效果展示

<樣品a>

In0.5Ga0.5As/GaAs/In0.5Al0.5As量子點，采用分子束外延技術(shù)制備。[The InGaAs/GaAs/InAlAs quantum-dots sample was grown by molecular beam epitaxy (MBE) technique.]

測試條件：

樣品溫度狀態(tài)：77K

泵浦激光：532nm

激發(fā)功率：50mW

儀器參數(shù)設(shè)置：

光譜分辨率：8cm^-1

光譜范圍：4000-12500cm^-1

掃描設(shè)置：單譜重復(fù)采樣16次取平均，重復(fù)測量5次，每次間隔2分鐘

測試結(jié)果：

單譜測量時間約為14秒，5次測量結(jié)果在整個譜峰范圍（9000-9800cm^-1）內(nèi)的相對偏差<1%，譜峰偏離<±0.4 cm^-1 ，譜峰附近（9300~9400cm^-1）的信噪比均達到1600以上。

測試條件：

樣品溫度狀態(tài)：杜瓦中液氮耗盡，溫度由77K自然升溫至室溫293K左右

泵浦激光：532nm

激發(fā)功率：50mW

儀器參數(shù)設(shè)置：

光譜分辨率：8cm^-1

光譜范圍：4000-12000cm^-1

掃描設(shè)置：單譜重復(fù)采樣16次取平均，間隔5分鐘自動采樣，全過程約2小時20分

測試結(jié)果：

盡管因試驗條件所限，無法獲取整個過程中的樣品溫度數(shù)據(jù)，但可以從光譜圖中觀察到隨著時間變化（溫度逐步升高），樣品的PL譜峰位置由9338cm^-1逐步紅移至8803cm^-1，PL譜峰高度由1.33逐步下降至0.011。這樣規(guī)律性變化也從側(cè)面反映了系統(tǒng)的長時穩(wěn)定性。

<樣品b>

In0.53Ga0.47As(2.5nm)/GaAs(18nm)量子點，采用分子束外延技術(shù)制備。[The InGaAs/GaAs quantum-dots sample was grown by molecular beam epitaxy (MBE) technique.]

測試條件：

樣品溫度狀態(tài)：室溫

泵浦激光：532nm

激發(fā)功率：10-210mW 逐步遞增，間隔20mW

儀器參數(shù)設(shè)置：

光譜分辨率：8cm^-1

光譜范圍：4000-12500cm^-1

掃描設(shè)置：單譜重復(fù)采樣16次取平均

測試結(jié)果：

隨泵浦激光的功率逐步上升，PL譜峰高度隨激光功率近似線性增強，樣品的PL譜峰位置發(fā)生輕微的紅移。考慮到本次測試未對樣品進行任何恒溫控制，泵浦激光功率較強可能造成樣品溫度輕微升高，造成譜峰位置紅移。

<樣品c>

GaSb單晶材料，由液態(tài)封裝的切克勞斯基（LEC）方法，以高純度（99.9999％）的Ga和Sb金屬為原料生長。[The GaSb single-crystal sample was grown by liquid encapsulated Czochralski (LEC) method using high-purity (99.9999%) Ga and Sb metals as the raw materials.]

文獻報道GaSb材料的禁帶寬度與溫度關(guān)系:

測試條件：

樣品溫度狀態(tài)：杜瓦中液氮耗盡，溫度由77K自然升溫至室溫293K左右

泵浦激光：532nm

激發(fā)功率：75mW

儀器參數(shù)設(shè)置：

光譜分辨率：8cm^-1

光譜范圍：4000-12500cm^-1

掃描設(shè)置：單譜重復(fù)采樣16次取平均，間隔2分鐘自動采譜

測試結(jié)果：

隨著樣品溫度逐步升高，PL譜峰的位置發(fā)生明顯紅移，主峰高度明顯下降。同時，在6400cm^-1附近的次峰相對凸顯，這是帶尾態(tài)引起的光致發(fā)光，能帶寬度不隨溫度變化。

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