RU172617U1 - In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок - Google Patents
In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок Download PDFInfo
- Publication number
- RU172617U1 RU172617U1 RU2016149114U RU2016149114U RU172617U1 RU 172617 U1 RU172617 U1 RU 172617U1 RU 2016149114 U RU2016149114 U RU 2016149114U RU 2016149114 U RU2016149114 U RU 2016149114U RU 172617 U1 RU172617 U1 RU 172617U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- voltage characteristics
- polymer semiconductor
- electrodes
- current collectors
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/40—Testing power supplies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Использование: для мониторинга структурного состояния и вольт-амперных характеристик полимерных пленочных полупроводниковых материалов в процессе их формирования. Сущность полезной модели заключается в том, что in-situ камера включает герметичный корпус с рентгенопрозрачными боковыми окнами и крышкой с дозирующим устройством подачи раствора полимерного полупроводникового материала, установленный внутри корпуса предметный столик с размещаемой на нем диэлектрической подложкой с двумя электродами, снабженный системой нагрева и стабилизации температуры, установленные в стенках корпуса штуцеры для создания контролируемой атмосферы, токосъемники, установленные в корпусе для обеспечения контакта с измерительными электродами, при этом предметный столик снабжен приводом вращения, измерительные электроды выполнены в виде концентрических колец, а токосъемники установлены с возможностью вертикального перемещения. Технический результат: обеспечение возможности повышения достоверности результатов проводимых исследований. 1 ил.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к измерительной технике, в частности к области измерений электрофизических параметров пленочных полимерных полупроводниковых материалов во время их формирования (in-situ), и может быть использована для мониторинга структурного состояния и вольт-амперных характеристик полимерных пленочных полупроводниковых материалов в процессе их формирования при различных параметрах окружающей среды.
Известна In-situ камера мониторинга структуры и вольт-амперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок (L. Grodd, Е. Mikayelyan, U. Pietsch, and S. Grigorian. Direct Correlation Between Electric and Structural Properties During Solidification of Poly(3-hexylthiophene) Drop-Cast Films / Macromol. Rapid Commun. 2012, 33, 1765-1769; Kamran Ali, Ullrich Pietsch and Souren Grigorian. Enhancement of field-effect mobility due to structural ordering in poly(3-hexylthiophene) films by the dip-coating technique / doi:10.1107/S0021889813004718 J. Appl. Cryst (2013). 46, 908-911), позволяющее находить корреляцию между вольт-амперными характеристиками и структурой в процессе затвердевания (кристаллизации) полимерного полупроводникового материала. Для определения структуры используется рентгеновское излучение высокой интенсивности (наиболее подходящим является синхротронное излучение). Устройство снабжено дозирующим устройством подачи раствора полимерного полупроводникового материала на диэлектрическую подложку с двумя электродами (токопроводящими полосками), полученными одним из методов металлизации и выполненными, как правило, из алюминия или золота. Поверхность подложки позиционируется относительно рентгеновского луча таким образом, чтобы он попадал на поверхность подложки между напыленными на нее электродами. Раствор полимерного полупроводникового материала, подаваемый из дозирующего устройства на подложку растекается под действием сил смачивания по подложке, перекрывая электроды.
Рентгеновская съемка дифрагированных лучей с одновременной записью вольт-амперных характеристик затвердевающего (кристаллизующегося) материала позволяет получить знание о корреляции между структурой и фотовольтаическими свойствами исследуемого материала.
Недостатками этого устройства являются:
- невозможность получения равнотолщинной полупроводниковой пленки, формируемой из капли, при изменении концентрации раствора полупроводникового материала;
- невозможность изменять внешние условия среды, в которой проходит затвердевание (кристаллизация) полимерного полупроводникового материала; изменение внешних условий при исследованиях позволяет определить оптимальные условия кристаллизации - температура, состав атмосферы и время.
Указанные недостатки приводят к недостаточной достоверности интерпретации полученных измерений на реальный полимерный материал.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является in-situ камера (прототип) для проведения одновременного исследования вольт-амперных характеристик и структуры полупроводниковых полимерных пленок для оптимизации условий формирования высокоэффективных полимерных солнечных батарей, позволяющее получить знание о корреляции между структурой и фотовольтаическими свойствами исследуемого материала при изменяемых внешних условиях. Конструкция устройства описана в статье Anatoliy A. Bataev, Souren Grigorian, Dimitri A. Ivanov, Evgeniy. V. Prokhorenko, Vladimir G. Burov, Alexander I. Smirnov, Natalya V. Plotnikova. Hardware and software for investigation of structure and properties of thin semiconductor films / Applied Mechanics and Materials, 2015. - Vol. 788: Actual Problems and Decisions in Machine Building. - P. 301-305. Устройство состоит из герметичного корпуса, ограниченного рентгенопрозрачными боковыми окнами, крышкой с дозирующим устройством подачи раствора полимерного полупроводникового материала, предметным столиком, на котором размещается диэлектрическая подложка с двумя электродами (токопроводящими полосками), полученными одним из методов металлизации и выполненными, как правило, из алюминия или золота. Предметный столик снабжен системой нагрева и стабилизации температуры, обеспечивающими необходимую температуру подложки. Герметичный корпус In-situ камеры мониторинга структуры и вольт-амперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок снабжен штуцерами, которые предназначены для создания контролируемой атмосферы путем подачи газовой среды необходимого состава и влажности. Поверхность подложки позиционируется относительно рентгеновского луча таким образом, чтобы он попадал на нее между напыленными электродами, к которым сверху подводятся токосъемники прибора, измеряющего вольт-амперные характеристики. Раствор полимерного полупроводникового материала, подаваемый из дозирующего устройства подачи раствора полимерного полупроводникового материала растекается под действием сил смачивания по диэлектрической подложке, перекрывая электроды (токопроводящие полоски).
Недостатком этого устройства является невозможность формировать на подложке пленку одинаковой и равномерной толщины при различном количестве растворителя и различном составе газовой среды. Поскольку реальные полимерные пленки должны иметь равномерную толщину, то интерпретацию измерений, полученных в данной камере, на реальный полимерный материал нельзя считать достаточно достоверной.
Задача (технический результат) предлагаемого устройства заключается в повышении достоверности результатов проводимых исследований.
Поставленная задача решается тем, что in-situ камера мониторинга структуры и вольт-амперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок, включает герметичный корпус с рентгенопрозрачными боковыми окнами и крышкой с дозирующим устройством подачи раствора полимерного полупроводникового материала на диэлектрическую подложку. Внутри корпуса установлен предметный столик, снабженный системой нагрева и стабилизации температуры. На столике размещается диэлектрическая подложка с двумя электродами (токопроводящими полосками), полученными одним из методов металлизации и выполненными, как правило, из алюминия или золота. В стенках корпуса установлены штуцеры для создания контролируемой атмосферы. Внутри корпуса установлены токосъемники таким образом, чтобы обеспечивать контакт с электродами подложки. Согласно изобретению, предметный столик снабжен приводом вращения, измерительные электроды выполнены в виде концентрических колец, а токосъемники имеют возможность вертикального перемещения.
Предлагаемая полезная модель поясняется приведенной на чертеже структурной схемой заявляемого устройства.
Предлагаемое устройство содержит герметичный корпус 1, с рентгенопрозрачными окнами 2, крышку 3, в которой размещена система подачи раствора полимерного полупроводникового материала 4, предметный столик 5, снабженный системой нагрева и стабилизации температуры, и вращающийся со скоростью от 1000 до 4000 оборотов в минуту, систему штуцеров 6, установленных в стенках корпуса для создания контролируемой атмосферы, обеспечивающие электрический контакт напыленных на подложку 8 электродов 9 в виде концентрических колец и токосъемники 7 с возможностью вертикального перемещения.
Устройство работает следующим образом.
Устройство размещают на столе системы позиционирования исследуемого материала станции синхротронного излучения таким образом, чтобы падающий луч находился в промежутке между кольцевыми электродами 9 подложки. На предметный столик 5 устанавливают диэлектрическую подложку 8 с нанесенными кольцевыми электродами 9. Через штуцеры 6 прокачивают газ определенного состава и влажности, устанавливают температурные режимы предметного столика 5. Включают вращение предметного столика 5 на 1…3 секунды и подают раствор полимерного полупроводникового материала 20 из дозатора 4 на вращающуюся подложку 8. Токосъемники 7, подключенные к прибору регистрации вольт-амперных характеристик, прижимаются к электродам подложки и перед включением вращения предметного столика поднимаются, например, под действием соленоидов. Капля 10 растекается в равнотолщинную пленку под действием центробежных сил. Останавливают вращение предметного столика 5, после остановки вращения токосъемники 7 опускаются на подложку, протыкая тонкую полупроводниковую полимерную пленку, и прижимаются к кольцевым электродам 9. С момента опускания токосъемников 7 проводится регистрация вольт-амперных характеристик в течение времени кристаллизации полупроводниковой пленки.
Снабжение предметного столика приводом вращения обеспечивает формирование полимерных полупроводниковых пленок равной толщины. При этом толщина пленки может обеспечиваться одинаковой независимо от концентрации раствора полимерного полупроводникового материала. Исполнение подложки с кольцевыми контактами обеспечивает условия для снятия вольт-амперных характеристик полученной равнотолщинной полимерной пленки при любом положении подложки после остановки ее вращения. Совокупность предлагаемых признаков позволит повысить степень достоверности проводимых исследований.
Claims (1)
- In-situ камера мониторинга структуры и вольт-амперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок, включающая герметичный корпус с рентгенопрозрачными боковыми окнами и крышкой с дозирующим устройством подачи раствора полимерного полупроводникового материала, установленный внутри корпуса предметный столик с размещаемой на нем диэлектрической подложкой с двумя электродами, снабженный системой нагрева и стабилизации температуры, установленные в стенках корпуса штуцеры для создания контролируемой атмосферы, токосъемники, установленные в корпусе для обеспечения контакта с измерительными электродами, отличающаяся тем, что предметный столик снабжен приводом вращения, измерительные электроды выполнены в виде концентрических колец, а токосъемники установлены с возможностью вертикального перемещения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149114U RU172617U1 (ru) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016149114U RU172617U1 (ru) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU172617U1 true RU172617U1 (ru) | 2017-07-14 |
Family
ID=59498708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016149114U RU172617U1 (ru) | 2016-12-14 | 2016-12-14 | In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU172617U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111208376A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-05-29 | 青田林心半导体科技有限公司 | 一种用于检测多种形态半导体性能的检测仪 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2460083C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Устройство для контроля полупроводниковых изделий по вторым производным вольт-амперных и вольт-кулонных характеристик |
| RU2476958C2 (ru) * | 2011-03-17 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Способ определения вольтамперных характеристик солнечных элементов на симуляторе солнечного излучения |
| WO2014143813A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | First Solar | System and method for photovoltaic device temperature control while conditioning a photovoltaic device |
-
2016
- 2016-12-14 RU RU2016149114U patent/RU172617U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2476958C2 (ru) * | 2011-03-17 | 2013-02-27 | Закрытое Акционерное Общество "ТЕЛЕКОМ-СТВ" | Способ определения вольтамперных характеристик солнечных элементов на симуляторе солнечного излучения |
| RU2460083C1 (ru) * | 2011-04-07 | 2012-08-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновская государственная сельскохозяйственная академия" | Устройство для контроля полупроводниковых изделий по вторым производным вольт-амперных и вольт-кулонных характеристик |
| WO2014143813A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | First Solar | System and method for photovoltaic device temperature control while conditioning a photovoltaic device |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| V. A. Bataev, V. G. Burov, S. Grigorian, D. A. Ivanov, N. V. Plotnikova, A. I. Smirnov, "Equipment for In Situ Studies of the Surface Structure of Thin Surface Layers in the Process of their Formation", Applied Mechanics and Materials, Vol. 788, pp. 301-305, 2015. А.А. Бунаков, А.Н. Лачинов, Р.Б. Салихов, Исследование вольт-амперных характеристик тонких пленок полидифениленфталида, Журнал технической физики, том. 73, вып. 5, 2003. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111208376A (zh) * | 2020-03-09 | 2020-05-29 | 青田林心半导体科技有限公司 | 一种用于检测多种形态半导体性能的检测仪 |
| CN111208376B (zh) * | 2020-03-09 | 2020-11-20 | 杭州翔毅科技有限公司 | 一种用于检测多种形态半导体性能的检测仪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Singh et al. | Effect of thermal and structural disorder on the electronic structure of hybrid perovskite semiconductor CH3NH3PbI3 | |
| Gartsman et al. | Direct evidence for diffusion and electromigration of Cu in CuInSe 2 | |
| Scouler | Temperature-modulated reflectance of gold from 2 to 10 eV | |
| Wang et al. | Electronic‐Grade High‐Quality Perovskite Single Crystals by a Steady Self‐Supply Solution Growth for High‐Performance X‐ray Detectors | |
| Cui et al. | Halide-modulated self-assembly of metal-free perovskite single crystals for bio-friendly X-ray detection | |
| Perez et al. | Fabrication of low-cost, large-area prototype Si (Li) detectors for the GAPS experiment | |
| RU172617U1 (ru) | In-situ камера мониторинга структуры и вольтамперных характеристик тонких полимерных полупроводниковых пленок | |
| Yan et al. | Electrochemical synthesis and the gas-sensing properties of the Cu2O nanofilms/porous silicon hybrid structure | |
| Afify et al. | Oxygen interaction with CdS based gas sensors by varying different preparation parameters | |
| Uprety et al. | Optical Hall effect of PV device materials | |
| Singh et al. | Investigations of the drift mobility of carriers and density of states in nanocrystalline CdS thin films | |
| Xie et al. | Bulk defect suppression of micrometer-thick perovskite single crystals enables stable photovoltaics | |
| Khafizov et al. | Estimation of parameters of charge carriers in dielectric materials by CELIV method | |
| Maruyama et al. | The Effect of Oxygen on the Semiconductivity of Quaterrylene | |
| Zhu et al. | Growth, surface treatment and characterization of polycrystalline lead iodide thick films prepared using close space deposition technique | |
| Bhattarai et al. | Development of low-threshold detectors for low-mass dark matter searches using an n-type germanium detector at 5.2 K | |
| Prokopiv et al. | Electrical properties of CdTe< Ca> thin layers | |
| Sankarasubramanian et al. | Influence of substrate temperature on ethanol sensing properties of CdO thin films prepared by facile spray pyrolysis method | |
| KR102379619B1 (ko) | 분석용 샘플의 회수 방법 및 그 이용 | |
| Bataev et al. | Equipment for In Situ Studies of the Surface Structure of Thin Surface Layers in the Process of their Formation | |
| Liao et al. | A Wet‐Fusing Assembly Strategy for Forming Low Dark Current 2D/3D Perovskite X‐Ray Detector on a Thin Film Transistor Backplane | |
| Kusabayashi et al. | Semiconducting Properties of Organic Polyiodides | |
| Quinn et al. | Nature of thin oxide films on metals as revealed by work function measurements | |
| Djellal et al. | Structural, optical and photoelectrochemical properties of CuIn3Se5 | |
| Lupan et al. | The reliability to gamma radiation of gas sensors based on nanostructured ZnO: Eu |