CN100353171C - 用于电调制光致发光光谱测量的样品架 - Google Patents

用于电调制光致发光光谱测量的样品架 Download PDF

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Abstract

一种用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，包括：一绝缘架，该绝缘架为一管状，该绝缘架的一端有一用于固定的法兰，该绝缘架的管壁上开有六个螺孔，与该六个螺孔成90度的方向开有两个观察孔；一载样品杆，该载样品杆概成一杆状，其直径与绝缘架的内径相同，该载样品杆的一端为一十字形的端部，另一端为一旋转端，中间为杆部，该载样品杆插入在绝缘架的内径中；六个电极，该六个电极为螺丝，该六个电极的一端为锥状，其另一端为旋转部，该六个电极分别螺入绝缘架上的螺孔中。

Description

用于电调制光致发光光谱测量的样品架
技术领域
本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架，涉及半导体光谱测量领域，特别是在普通光致发光光谱(PL)谱仪上实现电调制PL的测量，并可以通过该装置改变调制电场的方向测量光致发光光谱(PL)来研究样品内建电场的极性。
背景技术
光谱测量技术一直是半导体研究中不可缺少的重要手段之一。其中，光致发光(PL)光谱是应用最为广泛的一种光谱技术。它广泛用于研究光电子材料的能带结构，激发过程和机制，复合机制等。但是静态的光谱实验提供的信息是不充分的，有时很难直接将光谱信息和材料的能带结构和复合机制认证准确，尤其是在复杂掺杂情况下。但是，通过改变半导体样品测量的外界条件，比如压力，磁场和电场等，可以实现调制光谱的测量。相应的外界微扰会在光谱中有所表现，这使得峰的指认和能量位置的确定都更加准确。调制光谱提供了更高分辨率和灵敏度的信息。其中电调制的光谱是一种非常重要的调制光谱技术，除了上述的一些共同特点外，电调制光谱对于研究材料内部的电场极化是非常有效的方法。一些材料内部存在着内建极化电场，比如量子点，GaN，ZnO等。由于内建电场会改变能带结构，因而严重的影响材料的发光以及发光效率。通过电场调制的光谱测量可以反应出内建电场的大小和极性，这对于理解材料的发光机理是很重要的。然而，有些PL光谱仪上缺少做电调制的PL谱的平台，特别是能用来研究内建极化电场的装置。
因此，本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架可以用来测量电调制的光致发光光谱(PL)，并能够在六个方向上来施加电场的用于研究半导体内建极化电场。
发明内容
本发明的目的在于设计一种用于电调制光致发光光谱测量的样品架，可以测量不同电场方向下的PL测量来研究材料的内建极化电场的极性。
本发明一种用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，包括：
一绝缘架，该绝缘架为一管状，该绝缘架的一端有一用于固定的法兰，该绝缘架的管壁上开有六个螺孔，与该六个螺孔成90度的方向开有两个观察孔；
一载样品杆，该载样品杆概成一杆状，其直径与绝缘架的内径相同，该载样品杆的一端为一十字形的端部，另一端为一旋转端，中间为杆部，该载样品杆插入在绝缘架的内径中；
六个电极，该六个电极为螺丝，该六个电极的一端为锥状，其另一端为旋转端，该六个电极分别螺入绝缘架上的螺孔中。
其中绝缘架上的六个螺孔分别开在绝缘架轴向中心线的一个平面内上。
其中六个螺孔分别开在绝缘架的两侧，中间的螺孔与绝缘架轴向中心线垂直，上下两个螺孔分别与中间的螺孔成45度角。
其中载样品杆的旋转端的直径大于载样品杆的杆部，且在旋转端的侧面加工成二至六个平面。
其中在旋转部的侧面加工成二至六个平面，该旋转部的另一端凸出有一头部，在头部横向开有一圆孔。
本发明的技术特点是：
本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架设计了绝缘架，载样品杆，和六个电极。这样的结构不仅可以用来测试电调制的光致发光(PL)光谱，而且可以选择使用其中的几个或者全部电极，来改变调制电场的方向，进而能够用来分析材料内建电场的极性。本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架安装结构简单，并可以在不改变光致发光(PL)光谱仪的情况下进行集成使用。
附图说明
图1为本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架的剖面立体图；
图2为图1另一方向的剖面立体图。
具体实施方式
参阅图1和图2，本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架主要包括三种主要零件；
(1)绝缘架1，用绝缘材料制作，一般可采用聚四氟乙烯，所用个数为1个。该绝缘架对六个电极3进行绝缘，是本发明的主体结构。该绝缘架1为一中空的管状，光致发光光谱测量的入射光从管状的一端入射到被测的样品上，另一端有一用于固定的法兰11，该法兰11的外径大于圆柱管状的外径，并沿平行于绝缘架1轴线的方向在法兰上均匀布有4个或者多个固定孔，这样便于与外界安装集成。该绝缘架1的管壁上开有六个螺孔12，与该六个螺孔12成90度的方向开有两个观察孔13。六个螺孔12分别开在绝缘架1轴向中心线的一个平面内上，并分别开在绝缘架1的两侧，中间的螺孔12与绝缘架1轴向中心线垂直，上下两个螺孔12分别与中间的螺孔12成45度角。这样六个螺孔12具有不同的方向，每个螺孔12内螺有螺纹结构，以便和电极3进行螺纹配合。
(2)载样品杆2，用绝缘材料制作，所用个数为1个。该载样品杆2是用来放置被测样品和将样品送入到绝缘架中空内部进行光致发光光谱测量的机构。该载样品杆2概成一杆状，其外径与绝缘架1的内径相同，该载样品杆2的一端为一十字形的端部21，中部圆柱杆部22，另一端为一旋转端23，旋转端23的直径大于载样品杆2的杆部22，且在旋转端23的侧面加工成二至六个平面24。该载样品杆2插入在绝缘架1的内径中，并可以在绝缘架1中孔内部进行滑动配合。在旋转端23侧面加工的平面24是用来方便该载样品杆2的旋转操作而设计的，被测样品放置在载样品杆2的十字端部21的平面上，通过旋转该载样品杆2的旋转端23，将样品送至绝缘架1的观察孔13的电极尖端附近以便和螺入绝缘架1的螺孔12的电极3进行接触来施加电场。
(3)电极3，用导电材料制作，一般可采用铜，所用个数为6个。该电极3是对测试样品施加外界电场来测量调制光致发光光谱的媒介，由于本发明设计了六个电极3的螺孔12的方向，外界电场便可以通过选择2个或者多个电极来实现电场方向的改变，这样便可以通过比较不同电场方向的光致发光光谱来研究材料内部的极化电场，进而得到极化电场极性的信息。该电极3为螺丝，该电极3的一端为锥状31，其另一端为旋转部32，其锥状31直接与被测样品进行接触。该电极3的旋转部32的直径大于电极3的螺纹部33，且在旋转部32的侧面加工成二至六个平面，该旋转部32的另一端凸出有一头部34，在头部34横向开有一圆孔35。该六个电极3分别螺入绝缘架1上的螺孔12中，通过旋转电极3的旋转部32可以使得电极3的螺纹部33在螺孔12中旋转前进或者后退。该电极3通过和旋转部32相连接的头部34上的圆孔35和外接电路进行连接。载样品杆2在放置样品于十字端部21上后，从绝缘架1的法兰11端中孔插入，旋转其旋转端23使得载样品杆2移动至电极锥状31的尖端处，六个电极3通过旋转旋转部32直至接触到被测样品。然后在选择的电极3上的圆孔35处与外接电路相连来施加电场，调节电场进行光致发光光谱测量。
本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架不仅可以用来测试电调制的光致发光(PL)光谱，而且可以选择使用其中的几个或者全部电极3，来改变调制电场的方向，进而能够用来分析材料内建电场的极性。本发明用于电调制光致发光光谱测量的样品架有三种主要零件组成，安装结构简单，并可以在不改变光致发光(PL)光谱仪的情况下进行集成使用，根据光致发光光谱仪的实验台要求可以垂直或者水平固定绝缘架1的法兰11，进而可以满足垂直或者水平光路的需要。
本发明的使用方法
首先根据实际光致发光光谱仪样品台的实际情况，水平或者垂直固定绝缘架1的法兰11，使得入射光从绝缘架1的中孔一端入射到绝缘架1内部。被测样品可以是具有一定面积的薄膜和块体样品，被测样品可以粘在在载样品杆2的十字端部21上的平面上，通过旋转载样品杆2的旋转端23，将样品慢慢的送入到绝缘架1中孔内部，直至观察孔13和电极3锥状31尖端附近。根据研究材料的不同选择电极3的使用个数和电场施加方向，可以全部选择或者其中的几个电极3，然后慢慢地旋转电极3的旋转部32直到电极3的锥状31尖端接触到被测样品。其中，中部和绝缘架1轴线垂直的两个电极3接触样品的侧面，中部两个电极3连线的两侧而对电极3分别接触被测样品的上下表面。然后，在电极3的圆孔35处用导线夹连接外接电路，根据需要调节电压进行光致发光光谱测量即可。

Claims (5)

1、一种用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，包括：
一绝缘架，该绝缘架为一管状，该绝缘架的一端有一用于固定的法兰，该绝缘架的管壁上开有六个螺孔，与该六个螺孔成90度的方向开有两个观察孔；
一载样品杆，该载样品杆概成一杆状，其直径与绝缘架的内径相同，该载样品杆的一端为一十字形的端部，另一端为一旋转端，中间为杆部，该载样品杆插入在绝缘架的内径中；
六个电极，该六个电极为螺丝，该六个电极的一端为锥状，其另一端为旋转部，该六个电极分别螺入绝缘架上的螺孔中。
2、如权利要求1所述的用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，其中绝缘架上的六个螺孔分别开在绝缘架轴向中心线的一个平面内上。
3、如权利要求1或2所述的用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，其中六个螺孔分别开在绝缘架的两侧，中间的螺孔与绝缘架轴向中心线垂直，上下两个螺孔分别与中间的螺孔成45度角。
4、如权利要求1所述的用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，其中载样品杆的旋转端的直径大于载样品杆的杆部，且在旋转端的侧面加工成二至六个平面。
5、如权利要求1所述的用于电调制光致发光光谱测量的样品架，其特征在于，其中在旋转部的侧面加工成二至六个平面，该旋转部的另一端凸出有一头部，在头部横向开有一圆孔。
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