[发明专利]一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置

说明书

本发明公开了一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，包括：激光器，扩束镜，电极，直流高压电源，皮安表，温度控制仪，N₂储藏器，遮光真空器，透镜，光谱仪，光电倍增管，绝缘子，试样。激光器发出的光经过扩束镜使光均匀的照射在试样上：试样两端接高压电源：电极与试样，绝缘子，温度控制仪，N₂储藏器依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器中：遮光真空器与光电倍增管经过透镜紧密连接：光电倍增管另一端经光谱仪接地。本发明的测量装置可以测量光电导与波长的关系，测量电导电流与场强和温度的关系，测量温度与电致发光的关系，还可以对电致发光和电导电流进行联合测量，来分析载流子的输运特性，精度高、测量结果可靠。

技术领域

本发明涉及聚合物介质材料载流子输运特性测量技术领域，更具体地，涉及一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置。

背景技术

电导电流即在电介质内部或多或少存在数量很少的带电粒子，它们在电场作用下（当加上电压后）会不同程度地作定向移动而形成传导电流。对电导电流的研究可以了解到材料内部关于载流子迁移率方面的一些特性，例如载流子的产生和载流子消失等等的一些微观特性。并且电导电流与温度和场强之间都具有一定的相关性，不同的温度和场强都会影响载流子的输运特性，从而影响电导电流。对于电导电流的研究已经具有很长的时间，发展的很成熟，已经得到的广泛的应用。

光电导就是指当光照射到材料上时，由于光吸收使材料中形成非平衡载流子(光生载流子)，载流子浓度的增大使其电导率σ增大，所引起的附加电导率称为光电导。光电导效应是光电子器件的基础。光电导效应，又称为光电效应。光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。光电导效应是两种内光电效应中的一种。 所谓内光电效应, 是指受到光照的半导体的电导率R发生变化或产生光生电动势的现象。 其中,由于光照而引起半导体的电导率R发生变化的现象称为光电导效应(photo-conductive effects)。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量， 若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。半导体材料对光的吸收系数随光的波长而变化，所以光电导具有一定的光谱分布。

电致发光（electroluminescent），又可称电场发光，简称EL，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。一般认为是在强电场作用下，电子的能量相应增大，直至远远超过热平衡状态下的电子能量而成为过热电子，这过热电子在运动过程中可以通过碰撞使晶格离化形成电子、空穴对，当这些被离化的电子、空穴对复合或被激发的发光中心回到基态时便发出光来。由此可见不同温度对电致发光是有影响的。

不同的影响因素，例如光的波长，温度，场强等都会对聚合物介质材料载流子输运特性产生一定的影响。由于影响因素过多，需要只改变其中一个因素来研究对聚合物介质材料载流子输运特性的影响程度及过程，在实验过程中对材料施加电场还会产生电致发光，等等情况。因此需要一种可以进行多方面联合测量的实验装置。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的本发明的测量装置可以测量光电导与波长的关系，也可以测量电导电流与场强和温度的关系，还可以测量温度与电致发光的关系，还可以进行电导电流与电致发光的联合测量，并具有测量精度高、测试结果可靠性高等优点。