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微纳操纵及原位光电分析测试系统
来源:华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 发布时间:2015-11-27 阅读量:

一、 简介
实验室所配置的微纳操纵及原位光电分析测试系统以扫描电子显微镜为基础,集成阴极荧光谱、微纳机械臂、外部电学测量等功能,构建了一个直观、实时和原位地研究先进功能材料和器件物理性能的系统,不仅可以实现对纳米材料或器件的原位发光的检测和电学物性的测试、纳米尺度的精确操作和控制、以及特定纳米光电子器件的构筑,还可以实现实时原位研究微纳器件材料光电转换过程的动态信息。该系统主要由7个功能模块组成,其型号及生产厂家如下:
(1)Quanta650 FEG场发射扫描电子显微镜,美国FEI;
(2)MP-32S阴极荧光光谱仪,日本Horiba;
(3)MM3A-EM电镜微纳操纵仪,德国Kleindiek Nanotechnik;
(4)B1500A半导体特性分析仪, 81110A脉冲码型发生器, DSO9254A示波器, 马来西亚keysight;
(5)ELPHY Plus纳米图形发生器,德国Raith GmbH;
(6)PP3005电镜冷冻台,英国Quorum Technologies Ltd;
(7)Surelite II-10激光器,美国Continuum Electro-optics INC。

二、 主要技术参数
(1)场发射扫描电子显微镜
具有高真空功能、低真空功能和环境真空功能(需要更换部件),最大束流200n A并且连续可调,典型换样时间:高真空模式≤150秒;低真空及环境真空模式≤270秒。高真空30kV二次电子像分辨率:30kV时1.0 nm。
(2)阴极荧光光谱仪
光谱范围160nm-1700nm;光谱分辨率0.07nm (1200gr/mm刻线, 400nm激发)
(3)电镜微纳操纵仪
纳米和微米级移动和厘米级的工作范围,XY最大不小于50mm, Z最大12mm,XY最大速率10mm/s, z轴最大速率2 mm/s,精度指标XY≤5nm, Z≤0.5nm, 漂移量<1nm/min。
(4)半导体特性分析仪/脉冲码型发生器/示波器
直流测试:4个SMU,电压测量范围±100V, 电压测量最小分辨率0.5μV,电流测量范围±100mA,电流测量最小分辨率0.1fA;电容CV测试:频率范围1KHz~5MHz,频率精度±0.008%;脉冲测量最小脉宽10ns,波形电平100 mV 到20V。
(5)纳米图形发生器
具有DXF/DWG读/写转换- GDSII/CIF图形导入功能,同步扫描频率为5 MHz,兼容6 MHz,电子束停留时间最小增量(定时精度)为0.5纳秒, 矢量扫描刻写方式。
(6)电镜冷冻台
冷台温度可控范围低至-190℃,温度稳定性优于±0.5°C,冷阱温度为-190℃。
(7)激光器
工作频率10Hz,能量稳定性<±10%,指向稳定性<±100微弧度,带光学参量控制器(OPO),OPO控制输出在192-2750nm波长范围内。

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