[发明专利]一种微纳米尺度表面光生电荷成像系统和方法有效
申请号: | 201710159729.7 | 申请日: | 2017-03-17 |
公开(公告)号: | CN108627754B | 公开(公告)日: | 2020-06-30 |
发明(设计)人: | 李灿;陈若天;范峰滔;朱剑;安虹宇 | 申请(专利权)人: | 中国科学院大连化学物理研究所 |
主分类号: | G01R31/265 | 分类号: | G01R31/265 |
代理公司: | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人: | 王倩 |
地址: | 116023 辽宁省*** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 纳米 尺度 表面光 电荷 成像 系统 方法 | ||
1.一种微纳米尺度表面光生电荷成像系统,其特征在于包括:顺序连接的斩波器、锁相放大器、同步单元和开尔文力显微镜,所述开尔文力显微镜与锁相放大器连接;
斩波器,用于将光源转化为瞬态光至开尔文力显微镜的样品;
开尔文力显微镜,用于测量样品微区瞬态光下表面电势的变化,并将表面电势信号输出到锁相放大器;
锁相放大器,用于根据斩波器的斩波频率和表面电势信号得到瞬态光电压的振幅和相位;
同步单元,用于根据瞬态光电压的振幅以及相位与开尔文力显微镜形貌成像进行同步,得到显示光生空穴和光生电子的样品形貌成像图;
同步单元,用于将正的瞬态光电压对应正的相位表示光生空穴,负的瞬态光电压对应负的相位表示光生电子;并根据瞬态光电压、相位与样品表面形貌的对应关系,将光生空穴、光生电子与开尔文力显微镜形貌成像结合,形成显示光生空穴和光生电子的样品形貌成像图。
2.如权利要求1所述的一种微纳米尺度表面光生电荷成像系统,其特征在于所述同步单元通过FPGA实现。
3.如权利要求1所述的一种微纳米尺度表面光生电荷成像系统,其特征在于所述斩波器与光源之间设有透镜。
4.一种微纳米尺度表面光生电荷成像方法,其特征在于包括以下步骤:
斩波器发出瞬态光至开尔文力显微镜的样品;
开尔文力显微镜测量样品微区瞬态光下表面电势的变化,并将表面电势信号输出到锁相放大器;
锁相放大器根据斩波器的斩波频率和表面电势信号得到瞬态光电压的振幅和相位;
同步单元根据瞬态光电压的振幅和相位、以及开尔文力显微镜形貌成像进行同步,得到显示光生空穴和光生电子的样品形貌成像图;
所述同步单元根据瞬态光电压的振幅和相位、以及开尔文力显微镜形貌成像进行同步包括以下步骤:
同步单元将正的瞬态光电压对应正的相位表示光生空穴,负的瞬态光电压对应负的相位表示光生电子;并根据瞬态光电压、相位与样品表面形貌的对应关系,将光生空穴、光生电子与开尔文力显微镜形貌成像结合,形成显示光生空穴和光生电子的样品形貌成像图。
5.如权利要求4所述的微纳米尺度表面光生电荷成像方法,其特征在于所述斩波频率与表面电势信号的频率相同。
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