电致发光测试系统通过激发光源激发样品中的电子,使其跃迁到导带形成电子-空穴对,然后通过复合过程释放出能量形成发光。光谱仪将这个发光信号分解成不同波长的光,探测器将这些光信号转化为电信号进行处理和分析,最终得到样品的发光特性。
一、电致发光测试系统的组成
1. 激发光源:
- 电致发光测试系统通常需要一个激发光源,用于提供足够的能量来激发样品中的电子。这个激发光源可以是一个高能量的电子束或光子束,其能量要足以使样品中的电子从价带跃迁到导带,形成电子-空穴对。
2. 样品室:
- 样品室是放置待测样品的地方。样品通常是半导体材料,如硅、锗等。样品室需要保持一定的温度和气氛,以确保样品处于合适的测试环境中。
3. 光谱仪:
- 光谱仪是用于分析样品发光特性的设备。当样品受到激发后,会发出光信号,光谱仪可以将这个光信号分解成不同波长的光,以便进行进一步的分析。
4. 探测器:
- 探测器用于检测光谱仪分解后的光信号,并将其转化为电信号。这个电信号可以被进一步放大和处理,以得到样品的发光特性。
5. 数据采集与处理系统:
- 数据采集与处理系统负责采集探测器输出的电信号,并将其转化为数字信号进行处理和分析。这个系统通常包括模数转换器、放大器、滤波器等组件。
6. 显示与控制系统:
- 显示与控制系统用于将处理后的数据显示出来,并允许用户对测试过程进行控制。这个系统通常包括显示器、键盘、鼠标等组件。
二、电致发光测试系统的工作原理
1. 激发过程:
- 当激发光源照射到样品上时,光子或电子的能量被样品吸收,导致样品中的电子从价带跃迁到导带,形成电子-空穴对。这个过程被称为激发。
2. 复合过程:
- 在激发过程中形成的电子-空穴对并不是稳定的,它们会通过复合过程重新回到价带,释放出多余的能量。这个能量可以以光的形式发射出来,形成电致发光。
3. 光谱分析:
- 当样品发射出的光进入光谱仪时,光谱仪会将这个光信号分解成不同波长的光。不同波长的光对应着不同的能量级别,通过分析这些不同波长的光,可以得到样品的发光特性。
4. 探测与信号转换:
- 探测器检测到光谱仪分解后的光信号,并将其转化为电信号。这个电信号可以被进一步放大和处理,以得到样品的发光特性。
5. 数据处理与显示:
- 数据采集与处理系统采集探测器输出的电信号,并将其转化为数字信号进行处理和分析。处理后的数据可以在显示器上显示出来,供用户进行分析和判断。