傅里叶变换光致发光光谱仪FTPL-10

产品简介

光致发光（Photoluminescence， PL）光谱作为一种有效的无损光谱检测手段广泛应用于半导体的带隙检测、杂质缺陷分析、复合机制与品质签定等。但在光致发光的红外区这一弱信号检测领域，市场上现有的测量系统对使用者的光谱实验技能要求高，使用者需要耗时费力调整光路，才能找到微弱的PL光谱信号，光谱测量效果往往也难以得到保证。

傅里叶变换（Fourier transform， FT）光谱具有完善的理论和仪器基础。与传统色散型光谱仪相比，傅里叶变换光谱仪具有多通道、全通量、低等效噪声、快速扫描等优势，信噪比和探测灵敏度提升了一个数量级，非常适合红外波段的光谱测量。

应用领域

* 前沿光电材料科学研究

* 半导体晶圆品质检测

* 稀土发光材料性能检测

* 红外光电器件品质检测

产品特点

* 红外波段弱信号探测能力强

FTPL-10信号采集使用傅里叶变换干涉分光技术，规避了传统光谱仪中严重限制光通量的狭缝，显著提高通光量；无需按波段分光检测，显著提升红外波段微弱光谱信号的探测能力，光谱分辨率和信噪比提升一个数量级。

* 光谱扫描速度快

在常用的分辨率条件下，FTPL-10能够在不到1秒的时间内扫描一张质量很好的光谱图。在此基础上，采用多次重复快速扫描的方式，可以降低随机误差，进一步提高光谱信噪比。

* 较低的使用门槛

FTPL-10采用预先优化准直的光路设计，将激发光引导至预设的位置，该位置同时是优异的光信号收集位置。使用者不需要进行复杂的光路调节工作，只需要将样品固定，通过三维位移台将样品调节到预设位置，即可满足测量要求。使用门槛较低，只需简单培训即可上机操作。

产品参数

FTPL-10实测样品数据效果展示

<样品A>

In0.5Ga0.5As/GaAs/In0.5Al0.5As量子点，采用分子束外延技术制备。[The InGaAs/GaAs/InAlAs quantum-dots sample was grown by molecular beam epitaxy (MBE) technique.]

测试条件：

样品温度状态：77K

泵浦激光：532nm

激发功率：50mW

仪器参数设置：

光谱分辨率：8cm^-1

光谱范围：4000-12500cm^-1

扫描设置：单谱重复采样16次取平均，重复测量5次，每次间隔2分钟

测试结果：

单谱测量时间约为14秒，5次测量结果在整个谱峰范围（9000-9800cm^-1）内的相对偏差<1%，谱峰偏离<±0.4 cm^-1，谱峰附近（9300~9400cm^-1）的信噪比均达到1600以上。

测试条件：

样品温度状态：杜瓦中液氮耗尽，温度由77K自然升温至室温293K左右

泵浦激光：532nm

激发功率：50mW

仪器参数设置：

光谱分辨率：8cm^-1

光谱范围：4000-12000cm^-1

扫描设置：单谱重复采样16次取平均，间隔5分钟自动采样，全过程约2小时20分

测试结果：

尽管因试验条件所限，无法获取整个过程中的样品温度数据，但可以从光谱图中观察到随着时间变化（温度逐步升高），样品的PL谱峰位置由9338cm^-1逐步红移至8803cm^-1，PL谱峰高度由1.33逐步下降至0.011。这样规律性变化也从侧面反映了系统的长时稳定性。

<样品B>

In0.53Ga0.47As(2.5nm)/GaAs(18nm)量子点，采用分子束外延技术制备。[The InGaAs/GaAs quantum-dots sample was grown by molecular beam epitaxy (MBE) technique.]

测试条件：

样品温度状态：室温

泵浦激光：532nm

激发功率：10-210mW 逐步递增，间隔20mW

仪器参数设置：

光谱分辨率：8cm^-1

光谱范围：4000-12500cm^-1

扫描设置：单谱重复采样16次取平均

测试结果：

随泵浦激光的功率逐步上升，PL谱峰高度随激光功率近似线性增强，样品的PL谱峰位置发生轻微的红移。考虑到本次测试未对样品进行任何恒温控制，泵浦激光功率较强可能造成样品温度轻微升高，造成谱峰位置红移。

<样品C>

GaSb单晶材料，由液态封装的切克劳斯基（LEC）方法，以高纯度（99.9999％）的Ga和Sb金属为原料生长。[The GaSb single-crystal sample was grown by liquid encapsulated Czochralski (LEC) method using high-purity (99.9999%) Ga and Sb metals as the raw materials.]

文献报道GaSb材料的禁带宽度与温度关系:

测试条件：

样品温度状态：杜瓦中液氮耗尽，温度由77K自然升温至室温293K左右

泵浦激光：532nm

激发功率：75mW

仪器参数设置：

光谱分辨率：8cm-1

光谱范围：4000-12500cm-1

扫描设置：单谱重复采样16次取平均，间隔2分钟自动采谱

测试结果：

随着样品温度逐步升高，PL谱峰的位置发生明显红移，主峰高度明显下降。同时，在6400cm-1附近的次峰相对凸显，这是带尾态引起的光致发光，能带宽度不随温度变化。

选型表