10 第9讲 材料光电性能测试技术

合集下载

光电材料的光电性能测试

光电材料的光电性能测试

光电材料的光电性能测试哎呀,说起光电材料的光电性能测试,这可真是个有意思的事儿!先给您讲讲啥是光电材料哈。

就好比我们生活中的太阳能电池板,那里面用到的材料就是光电材料。

这些材料有个神奇的本领,能把光变成电,或者反过来,用电来产生光。

那为啥要测试它们的光电性能呢?这就好比您买水果要挑甜的,买衣服要选合身的。

测试光电性能,就是要看看这些材料好不好使,能不能高效地完成光电转换。

比如说,有一次我在实验室里,和小伙伴们一起对一种新型的光电材料进行测试。

那场面,各种仪器设备摆了一桌子,大家都紧张又期待。

我们先测的是材料的光吸收性能。

这就像是看材料对光有多“馋”,能不能把光都“吃”进去。

我们用了一台特别厉害的分光光度计,把材料放进去,然后就等着看结果。

那仪器上显示的曲线,就像是材料的“胃口”图,告诉我们它在不同波长的光下表现咋样。

接着是测电性能。

这可有点复杂啦,要给材料加上电场,然后看电流、电压的变化。

我们小心翼翼地连接线路,就怕出一点差错。

有个小伙伴因为太紧张,手一抖,差点把一个电极弄掉了,吓得大家出了一身冷汗。

还有一个重要的测试是稳定性测试。

总不能材料今天好用,明天就罢工了吧。

所以我们就让材料持续工作一段时间,看看它的性能会不会下降。

这个过程就像考验一个运动员能不能坚持跑完马拉松,可累人啦。

测试过程中,数据的记录也特别重要。

一点都不能马虎,一个小数点错了,可能整个结果就都不对了。

我们每个人都瞪大眼睛,仔细核对每一个数字。

经过一番折腾,终于得到了测试结果。

有的材料表现出色,大家欢呼雀跃;有的不太理想,我们就一起分析问题出在哪儿。

总之啊,光电材料的光电性能测试可不是一件轻松的活儿,需要耐心、细心,还得有点创新精神。

不过每次看到有好的结果,那种成就感,真是没法形容!就像努力种了好久的花终于开了,美极啦!希望您也能感受到这其中的乐趣和挑战哟!。

光电材料性能测试实验技术的使用教程

光电材料性能测试实验技术的使用教程

光电材料性能测试实验技术的使用教程在现代科技发展的浪潮下,光电材料的应用越发广泛。

光电材料的性能测试是评估材料品质和研发新材料的重要环节。

测试技术的准确性和可靠性对于材料研究和应用有着关键性的影响。

本文将介绍光电材料性能测试实验技术的使用教程,帮助读者掌握相关技能。

一、背景介绍光电材料是指在光学和电子学领域中所应用的材料,具有光学和电学性质的特点。

光电材料的性能测试是通过实验手段来了解和评价材料的光学和电学性质,包括光学透明性、折射率、发光效率、导电性等指标。

通过测试得到的数据,可以为材料研究和应用提供有力的依据。

二、测试设备介绍在进行光电材料性能测试实验之前,我们需要一些基本的测试设备,以确保测试的准确性和可靠性。

1. 光源和光谱分析仪:光源用来提供光线,而光谱分析仪则用来测量光的波长和强度等参数。

2. 光学显微镜:用于观察材料的表面形貌和结构。

3. 导电性测试仪器:用于测量材料的电阻率和电导率等电学性能。

4. 光学透明度测试仪器:用于测量材料的透明度和穿透率。

三、测试步骤在进行光电材料性能测试实验时,我们需要按照以下步骤进行:1. 样品制备:根据实际需求,将待测试的光电材料进行制备和加工,以获得符合测试要求的样品。

2. 光源校准:在实验之前,需要先对光源进行校准,确保其输出的光线具有稳定的光谱分布和强度。

3. 光学性能测试:将样品放置在光学显微镜下,观察材料的表面形貌和结构。

同时,使用光谱分析仪测量材料的光谱特性,包括透过率、反射率、折射率等参数。

4. 电学性能测试:使用导电性测试仪器,测量材料的电导率和电阻率等参数。

根据测试结果,可以评估材料的导电性能和电子传输特性。

5. 综合分析与结果处理:根据所得数据,进行综合分析和结果处理,评估光电材料的性能优劣,并进一步优化材料设计和制备工艺。

四、注意事项在进行光电材料性能测试实验时,我们需要注意以下几点:1. 实验环境的控制:保持实验室的温湿度稳定,并避免强光、尘埃等对实验结果的干扰。

物理实验技术中的电光性能测量方法与技巧

物理实验技术中的电光性能测量方法与技巧

物理实验技术中的电光性能测量方法与技巧在现代科技发展的背景下,电光材料在许多领域中都起着重要的作用。

为了深入了解电光性能,科学家们开展了一系列的实验研究。

本文将重点介绍物理实验技术中的电光性能测量方法与技巧。

一、电光性能的基本概念电光性能是指材料在电场的作用下发生光学响应的特性。

其中包括电光效应和光电效应等。

电光效应是指材料在电场作用下产生光学效应,如电光调制效应和电光隔离效应;光电效应是指材料在光照射下产生电学效应,如光电导效应和光电流效应。

为了准确测量材料的电光性能,需要合理选择适当的实验方法。

二、电光性能测量方法1. 电光调制方法电光调制方法是一种常用的测量电光性能的方法。

它通过改变施加在样品上的电场强度,观察样品的光学响应情况。

常用的电光调制方法有调制光强法和调制光相位法。

在调制光强法中,使用可调制强度的激光束照射到样品上,通过测量样品传输的光强度随电场强度变化的情况来获得电光系数等参数。

而在调制光相位法中,通过测量样品产生的光的相位变化来研究电光性能。

这两种方法的选择要根据具体的实验需求和样品特性来确定。

2. 光电特性测量方法光电特性测量方法是研究材料光电效应的常用手段之一。

其中包括光电导法、光电流法和光致发光法等。

在光电导法中,将光照射到样品上,测量样品的电流随光强度变化的情况,从而获得材料的光电导率等参数。

而光电流法则是通过测量样品的光电流来研究光电效应。

光致发光法则是研究材料在光照射下产生的发光特性,通过测量样品的发光强度来获取材料的光致发光效应。

三、电光性能测量技巧1. 实验设置和样品制备在进行电光性能测量时,合理的实验设置是确保实验结果可靠的关键。

首先应该确保实验环境的稳定,避免外界光、电场等干扰因素的影响。

其次,样品的制备也要注意。

要求样品制备的均匀性和有代表性,确保实验结果的可重复性。

2. 测量仪器的校准和选择选择合适的测量仪器对于获得准确的测量结果至关重要。

在进行实验前,要对测量仪器进行校准,确保其准确性和灵敏度。

光电材料的制备与性能测试

光电材料的制备与性能测试

光电材料的制备与性能测试光电材料是一种非常重要的材料,它可以用于制造各种光电器件,如LED、太阳能电池等。

为了制造出性能优良的光电器件,首先需要进行光电材料的制备,然后进行性能测试。

本文将介绍光电材料的制备与性能测试的相关知识。

一、光电材料的制备光电材料的制备是非常重要的,它关系到最终制成器件的性能。

在光电材料的制备过程中,需要考虑以下几个因素:1. 材料的选择:在制备光电材料时,首先要选择合适的材料。

目前常用的光电材料有氧化铟锡(I和III族半导体复合氧化物)、氧化铝镓锗、氧化钼铜等。

2. 制备方法的选择:根据所需光电材料的性质和应用情况,选择适当的制备方法。

常用的制备方法有水热法、溶胶凝胶法、物理气相沉积法等。

3. 工艺参数的优化:在制备过程中,需要对各个工艺参数进行优化。

如溶液中各种离子的浓度比例、反应温度和时间、PH值等。

二、光电材料的性能测试完成光电材料制备后,需要进行性能测试,以验证所制备光电材料的性能是否符合要求。

光电性能测试的主要内容包括:1. 单晶结构表征:单晶结构表征包括X射线粉晶衍射分析、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等分析方法,通过这些方法可以分析光电材料的单晶结构、晶格常数和晶体缺陷等信息。

2. 光电性能测试:光电性能测试是对光电材料最重要的测试之一。

光电性能测试涉及光谱、电学、光致发光等多个方面。

其中光谱测试包括吸收光谱、傅立叶变换红外光谱、拉曼光谱等;电学测试包括导电性、电荷传输性能等;光致发光测试包括激子、激子复合产生光致发光的特性等多个方面。

3. 功能测试:功能测试主要是测试光电材料的特殊功能,例如可见光催化、气敏等。

光电材料在不同应用场合下可能具有不同的功能表现,需要分别进行测试。

总结:光电材料的制备与性能测试是一个复杂的过程,需要对制备方法和测试方法有深入的了解。

通过光电材料的制备与性能测试可以为日后开发出更加高性能的光电器件提供有力的科学依据。

光电检测技术概论资料PPT课件

光电检测技术概论资料PPT课件
光电检测的缺点: 受光学介质的影响大(水、空气、
尘土),成本高些。
四. 光电检测技术的应用
工业生产 航空航天 民用生活 军事作战
绪论
在线检测:零件尺寸、产品缺陷、装配定位…. 现代工程装备中,检测环节的成本约占50~70%
在线 测量
在流水线上,边加工,边检 验,可提高产品的一致性和加工 精度。
从亮处突然进入暗处时,最初看不清楚任何物 体,经过一定时间后,视觉敏感度才逐渐增强。
从暗处突然进入亮处时,最初只感到耀眼的光 亮,看不清物体,一段时间后才能恢复视觉。
3.人的视觉有很高的分辨能力
4. 人的视觉具有很高的辨色能力
视网膜三种视锥细胞:
三原色学说:某一波长光线作用于视网膜 时,三种视锥细胞兴奋程度不同,信息传入 中枢,产生某一颜色的视觉
由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息, 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理,最后 显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理量

光变


学 系 统
测 对 象
学 变 换
电换 传电 感路
信 号 处 理
存储 显示 控制
光学变换
电路处理
光电检测系统与人操作功能比较
被测物体 手控
航空航天
民用生活
安全检查
面部 识别技术
军用作战
激光测距机、激光雷达、激光导引头、激 光陀螺、热成像系统、微光夜视仪、观瞄 系统、卫星观测系统……
单兵作战武器
夜视瞄准机系统:非冷却红外传感器技术 激光测距仪:可精确的定位目标。
美国国家导弹防御计划---NMD
1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达) 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系 统

物理实验技术中的光电材料性能测量与控制方法

物理实验技术中的光电材料性能测量与控制方法

物理实验技术中的光电材料性能测量与控制方法光电材料作为一类重要的材料,具有光电转换、光控制、光存储等特性,在光电领域具有广泛的应用前景。

为了对光电材料的性能进行准确的测量与控制,物理实验技术发挥着重要作用。

本文将从光电材料性能测量和光电材料性能控制两方面进行论述。

一、光电材料性能测量光电材料的性能测量对于研究和开发光电器件具有重要意义。

在光电材料的性能测量过程中,常用的方法有以下几种。

1.1 光电流测量法光电流测量法是通过测量光照条件下材料的光电流来获得光电材料的性能信息。

光电流是光电材料被光激发时,产生的电流信号。

通过测量光电材料在不同光照条件下的光电流,可以得到材料的光电转换效率、响应速度等性能参数。

1.2 光电导测量法光电导测量法是利用光导电材料的性质,通过测量材料在光照条件下的电导率来评估材料的性能。

光电导测量法可以提供光电材料的光电导率和载流子迁移率等关键性能参数。

同时,光电导测量法还可以用来研究光电材料的表面态密度、载流子浓度等表征光电材料质量的参数。

1.3 光致发光测量法光致发光测量法通过照射光电材料,测量材料发射的光信号,从而获得材料的光致发光性能。

光致发光测量法可以研究光电材料的发光机理、荧光寿命等性能参数。

通过光致发光测量,可以确定最佳的光激发条件,提高光电器件的效率。

二、光电材料性能控制方法光电材料性能的控制对于实现光电器件的优化设计具有重要意义。

以下是一些常见的光电材料性能控制方法。

2.1 光敏增强剂添加光敏增强剂的添加对于提高光电材料的光电转换效率具有重要作用。

光敏增强剂可以提高光电材料的光吸收特性,增强电子与光子之间的相互作用。

例如,在太阳能电池中,添加合适的光敏增强剂可以提高材料的光电转换效率。

2.2 光学微结构设计光学微结构设计是一种通过调整光电材料的微观结构,实现对光电性能的控制的方法。

通过调整光学微结构参数,如表面形貌、纹理结构等,可以实现对材料的光吸收和光散射特性的优化。

《光电检测技术》课件

《光电检测技术》课件

生物医学
光电检测技术在生物医学领域的 应用包括光谱分析、荧光成像、 激光共聚焦显微镜等,有助于疾 病的诊断和治疗。
工业生产
光电检测技术在工业生产中的应 用包括产品质量检测、生产线自 动化控制等,可以提高生产效率 和产品质量。
光电检测技术的发展趋势
智能化
随着人工智能技术的发展,光电检测技术 将逐渐实现智能化,能够自动识别和分类
目标,提高检测精度和效率。
微型化
随着微纳加工技术的发展,光电检测器件 将逐渐微型化,能够应用于更广泛的领域
,如生物医疗、环境监测等。
高光谱成像
高光谱成像技术能够获取目标的多光谱信 息,有助于更准确地分析物质成分和状态 ,是光电检测技术的重要发展方向。
多模态融合
将多种光电检测技术进行融合,实现多模 态信息获取和分析,能够提高检测的准确 性和可靠性。
利用光电检测技术快速读取条形码的设备
详细描述
光电式条形码阅读器通过发射光源和接收装置,快速扫描条形码并将光信号转 换成电信号,实现快速、准确地读取条形码信息。广泛应用于超市、图书馆、 物流等领域,提高信息录入效率和准确性。
光电式指纹识别系统
总结词
利用光电检测技术进行指纹识别的系统
详细描述
光电式指纹识别系统通过发射光源和图像传感器,获取指纹的反射光信号,再转换成电信号进行处理。系统能够 实现高精度、高速度的指纹识别,广泛应用于身份认证、门禁控制等领域,提高安全到探测器表面时,光子与材料中的电子相 互作用,使电子从束缚状态跃迁到导带,形成光生电压或电流,从而实现对光 信号的探测。
03
常见的光伏探测器有硅、锗等。
光子探测器
光子探测器是利用光子效应制成的探测器,主要应用于紫外、可见和近红外波段的探测。

光电材料的制备及性能测试

光电材料的制备及性能测试

光电材料的制备及性能测试随着科学技术的发展,光电材料的应用范围日益扩大,涉及到了光电子、光伏、电子、通信等众多领域。

而这些应用的前提是需要寻找并制备出符合要求的光电材料,并测试其性能。

本文介绍了光电材料的制备方法和性能测试技术。

一、光电材料的制备1. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法又称为凝胶制备法,是指将金属有机化合物或无机盐与有机物混合,利用酸碱或热处理使其成为胶状物,然后通过焙烧、热处理等方式制备出光电材料。

该方法能够制备出具有高纯度、均匀颗粒大小、分散性好的光电材料。

2. 气相沉积法气相沉积法是指将氧化物或者金属盐溶液喷入高温氢气中,反应生成成纳米颗粒材料。

该方法制备出的光电材料具有颗粒细、晶粒尺寸小、表面纯洁等优点,但较难控制颗粒大小及形状。

3. 水热法水热法是指将有机物或无机盐溶解在水中,在高温高压条件下,在一定的时间内晶化沉淀成固态颗粒材料。

该方法的优点是制备工艺简单,可获得成分细、晶粒小、分散性良好的光电材料。

4. 水溶液合成法水溶液合成法是指在水中溶解金属阳离子,通过调整pH值、温度、沉淀剂等,使其形成沉淀和晶体,最终得到光电材料。

该方法的优点是适用于溶胶-凝胶法无法应用的材料,制备出的材料分散性好、粒径均匀、分子量分布窄。

二、光电材料的性能测试1. 傅里叶变换红外光谱分析傅里叶变换红外光谱分析是利用物质吸收红外辐射的原理,对光电材料进行分析。

通过该技术,可以分析材料的物质结构、材料的纯度、洁净度等信息。

该技术广泛应用于光电材料的表征、污染物检测等领域。

2. 扫描电子显微镜表征扫描电子显微镜是指利用电子束扫描样品表面,通过探测信号的变化,再经过放大、成像、分析等步骤,对样品表面形态、结构等进行分析。

该技术被广泛应用于光电材料表征、性能测试等领域。

3. 热分析技术热分析技术是指利用加热或冷却等方式,对光电材料的热学性质进行表征。

该技术通过测试材料的热重、热容、热导率等指标,评估其热性能。

光电检测技术PPT培训课件

光电检测技术PPT培训课件

光电检测技术的发展趋势
总结词
光电检测技术未来将朝着高精度、高速度、智能化方向发展。
详细描述
随着科技的不断进步,光电检测技术将进一步提高检测精度和速度,实现更快速、更准确的信息获取 和处理。同时,光电检测技术将与人工智能、机器学习等技术相结合,实现智能化检测和自动化决策 ,为各领域的快速发展提供有力支持。
各类光电检测技术的应用场景
可见光检测技术
广泛应用于图像采集、安防监控、交通拍 照等领域。
激光雷达技术
广泛应用于机器人导航、无人驾驶、智能 制造等领域。
红外检测技术
广泛应用于温度测量、无损检测、消防报 警等领域。
X射线检测技术
广泛应用于医疗影像、工业无损检测、安 全检查等领域。
紫外检测技术
广泛应用于荧光显微镜、化学分析仪器、 环境监测等领域。
04
光电检测技术的实际应用案例
光电检测技术在工业自动化中的应用
总结词
质量检测
光电检测技术在工业自动化领域的应用广 泛,主要用于生产线上的质量检测、位置 检测和速度控制等。
通过光电检测技术对生产线上的产品进行 表面缺陷、尺寸、重量等质量参数的检测 ,确保产品质量符合要求。
位置检测
速度控制
利用光电检测技术对生产线上的产品位置 进行精确检测,实现自动化控制和调整。
详细描述
光电检测技术利用光子与电子的相互作用,将光信号转换为电信号,实现对各 种物理量、化学量和生物量的检测。该技术具有高精度、高灵敏度、高可靠性 等优点,广泛应用于各个领域。
光电检测技术的应用领域
总结词
光电检测技术在多个领域都有广泛应用。
详细描述
在工业自动化领域,光电检测技术用于产品质量检测、生产线监控等;在医疗领域,光电检测技术用于医疗诊断、 生物分析等;在环保领域,光电检测技术用于环境监测、水质分析等;在通信领域,光电检测技术用于光纤通信、 高速数据传输等。

光电材料的光学性能测试

光电材料的光学性能测试

光电材料的光学性能测试嘿,咱今天来聊聊光电材料的光学性能测试这档子事儿。

话说我之前在实验室里捣鼓光电材料的时候,就碰到了一堆关于光学性能测试的有趣事儿。

当时我手里拿着一块看起来普普通通的光电材料,心里琢磨着它到底有啥神奇的光学性能。

先来说说这光学性能测试到底是干啥的。

简单来讲,就是要搞清楚这些光电材料在光的照射下会有啥反应,能吸收多少光,又能发射多少光,还有光通过它们的时候会发生啥变化。

测试吸收光谱就是其中一个重要环节。

这就好比给光电材料做个“光口味”测试,看看它们对不同波长的光有多“馋”。

我们把材料放进一个特别的仪器里,然后用各种波长的光去照它,仪器就会告诉我们材料在哪个波长的光下特别“贪吃”,哪个波长的光它又不咋感兴趣。

我记得有一次,测试一个新合成的材料,满心期待它能在某个特定波长有超强的吸收,结果出来的数据却让人大跌眼镜,那感觉就像精心准备了一场派对,结果主角没来,心里那个失落哟!还有发射光谱的测试,这就像是看材料在光的“鼓励”下能发出多亮的“光芒”。

有的材料发出来的光很柔和,像夜晚的月光;有的呢,特别耀眼,跟舞台上的聚光灯似的。

有一回测试一种据说能发出独特颜色光的材料,大家都围在仪器旁边,眼睛紧紧盯着屏幕,当那漂亮的光谱曲线出现时,整个实验室都响起了欢呼声,那场面,别提多激动了!透过率的测试也很关键。

想象一下,光要穿过这些材料,就像人要穿过一道门,我们得看看这门是让光畅通无阻呢,还是会把光给挡住一部分。

有一次测试一个看似透明的材料,本以为光通过它会毫无阻碍,结果发现它在某些波长居然是个“小气鬼”,把光扣下了不少,这可让我们的研究计划得重新调整。

反射率的测试也不能少。

材料对光的反射就像镜子反射光线一样,有的反射得多,有的反射得少。

我曾经测试过一个表面看起来很光滑的材料,以为它的反射率会很高,结果却发现它是个“低调派”,反射的光比预想的少很多,这让我对它的光学特性有了全新的认识。

在进行这些测试的过程中,可不能马虎。

《光电测试技术》PPT课件 (2)

《光电测试技术》PPT课件 (2)
光电倍增管结构分类和特点表
与测量有关的两个参数
(1) 暗电流
光电倍增管接上工作电压后,在没有光照的情况下阳极仍 会有一个很小的电流输出,此电流即称为暗电流。光电倍 增管在工作时,其阳极输出电流由暗电流和信号电流两部 分组成。
当信号电流比较大时,暗电流的影响可以忽略,
但是当光信号非常弱,以至于阳极信号电流很小甚至和暗 电流在同一数量级时,暗电流将严重影响对光信号测量的 准确性。
所谓的热电效应,是当受热 物体中的电子(洞),因随着温度梯度 由高温区往低温区移动时,所产生电 流或电荷堆积的一种现象。而这个效 应的大小,则是用称为thermopower(Q) 的参数来测量,其定义为Q=E/-dT(E为 因电荷堆积产生的电场,dT则是温度 梯度)。
自然界热电效应明显的物质
明矾石Alunite六方晶系KAl3(OH)6(SO4)2为含氢氧根的钾, 钠,铝硫酸盐矿物,其解理面呈珍珠光泽,其余的面呈玻璃光泽。 硬度3.5~4,条痕白色,比重2.58~2.75,有灰,白,稍黄,稍红等 颜色.具强烈的热电效应,不溶于水,几乎不溶于盐酸,硝酸,氢 氟酸和氨水等,但能溶于强碱及硫酸或高氯酸.明矾石为不规则矿 床及矿脉,大屯山火山群之明矾石成细粒结晶而与石英,蛋白石及 粘土矿物共生,有些成脉状,有些交代安山岩中之基质及结晶.金 瓜石之明矾石,在矿床及变质围岩中呈粒状或鳞片状产出。为明矾 及硫酸钾的来源,另可提炼铝及造纸,食品加工,净水剂,染料等 用途.空气负离子技术。
尔帖热,用符号
表示。
对帕尔帖效应的物理解释是:电荷载体
在导体中运动形成电流。由于电荷载体在不
同的材料中处于不同的能级,当它从高能级
向低能级运动时,便释放出多余的能量;相
反,从低能级向高能级运动时,从外界吸收 能量。能量在两材料的交界面处以热(的4)形式

材料的光学性能测试

材料的光学性能测试

材料科学实验讲义(一级实验指导书)东华大学材料科学与工程中心实验室汇编2009年7月一、实验目的和要求1、掌握透过率、全反射和漫反射测定的基本原理;2、掌握透过率、全反射和漫反射测定的操作技能;3、测定聚合物膜和无机非金属材料的薄膜的透过率和全反射率,学会测定无机材料粉末的漫反射光谱。

4、针对不同的材料形式(如薄膜,粉末等)能判断该如何选择不同的测试模式。

二、实验原理光学性能是材料的重要也是最常用的性能之一,薄膜、陶瓷、玻璃、粉末、聚合物、人工晶体甚至胶体的性能评价都离不开光学性能的表征。

本实验中所涉及到材料的光学性能主要是指透过率、反射率尤其是漫反射模式测定的反射率等光学性能的测定,涉及的材料包括聚合物、粉末和玻璃等。

在通常所用的分光光度法中,常常将待测定的物质溶解在溶剂中,通过比色来定性或定量物质的含量或浓度等。

一些无机粉末或者聚合物本身并不溶于常见的溶剂中,将这些不溶解的物质分散在液体介质中得到的是消光光谱而不是吸收光谱,测定的是消光(Extinction)而不仅仅是吸收(Absorption)。

另外,对薄膜材料来说,能进行原位测定是重要的,因为在溶解过程中往往改变了材料的状态,所测定的也不再是实际应用中所要知道的结果。

薄膜、粉末等是实际应用中常见的材料形式,这些材料的光学性能的测定对材料提出了更高的要求。

目前中高档的紫外-可见分光光度计均可选配积分球附件来测定物质的漫反射光谱(UV-vis diffuse reflenctance spectrum,UV-vis DRS),UV-vis DRS特别适用粉末样品的测定。

聚合物、聚合物与无机物的杂化材料、多种无机化合物半导体均可用UV-vis DRS进行测定。

带积分球的分光光度计还可测定玻璃、有机玻璃、塑料制品的透过率和反射率等。

下面就有机物、无机物和化合物的紫外-可见光谱的原理作详细的介绍:1、有机物的紫外—可见吸收光谱:分子的紫外—可见吸收光谱是基于物质分子吸收紫外辐射或可见光,其外层电子跃迁而成,又称分子的电子跃迁光谱。

光电检测技术ppt课件

光电检测技术ppt课件

精选PPT课件
25
本课程的学习内容
光电检测器件的物理基础 光电检测器件的工作原理和特性及
其应用 光电直接和外差检测系统 光纤传感检测技术 光电信号的数据采集与微机接口
精选PPT课件
26
第二章 光电检测技术基础
精选PPT课件
27
光的基本性质 辐射与光度学量 半导体基础知识 光电效应
精选PPT课件
12
光电探测器的种类
类型 PN结
非PN结 电子管类
其他类
实例
PN光电二极管(Si,Ge, GaAs) PIN光电二极管(Si) 雪崩光电二极管(Si, Ge) 光电晶体管(Si) 集成光电传感器和光电晶闸管(Si)
光电元件(CdS, CdSe, Se, PbS) 热电元件(PZT, LiTaO3, PbTiO3) 光电管,摄像管,光电倍增管
色敏传感器
固体图象传感器(SI,CCD/MOS/CPD型)
位置检测用元件(PSD)
光电池
精选PPT课件
返回13
光电检测系统
光电检测技术以现代光电器件为基础,通过对载有 被检测物体信号的光辐射(发射、反射、散射、衍 射、折射、透射等)进行检测,通过光电检测器件 接收光辐射并转换为电信号。
由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用的信息, 再经过A/D变换接口输入微型计算机运算、处理, 最后显示或打印输出所需检测物体的几何量或物理 量。
在纯净的半导体中掺入一定的杂质,可以显著地控制半 导体的导电性质。
掺入的杂质可以分为施主杂质(磷)和受主杂质(棚)。 施主杂质电离后成为不可移动的带正电的施主离子,同
时向导带提供电子,使半导体成为多数载流子为电子的 n型半导体。 受主杂质电离后成为不可移动的带负电的受主离子,同 时向价带提供空穴,使半导体成为多数载流子为空穴的 p型半导体。

量子调控材料的光电性能测试技术与注意事项

量子调控材料的光电性能测试技术与注意事项

量子调控材料的光电性能测试技术与注意事项量子调控材料是一类具有优异光电性能的新型材料,其在光电器件、光电传感器、光催化等领域具有广泛的应用前景。

为了准确评估这类材料的性能和应用潜力,对其光电性能进行全面的测试是至关重要的。

本文将介绍量子调控材料的光电性能测试技术和注意事项,以帮助研究者正确、准确地进行实验。

一、光电性能测试技术1. 储能寿命测试储能寿命是描述材料在光激发状态下能量储存与释放的能力。

常用的储能寿命测试技术包括荧光寿命测试和瞬态光谱测试。

在荧光寿命测试中,通过观察材料样品的荧光强度随时间的衰减,得到光激发态及其衰变行为的信息。

而瞬态光谱测试则通过记录光照射后材料对不同波长光的吸收、荧光发射以及光致电导等特性的变化,来分析材料能级结构及能量转移过程。

2. 光电转换效率测试光电转换效率是评估材料光电性能重要指标之一,常用来描述材料吸收光能并将其转换为电子或光能的能力。

光电转换效率测试一般包括光吸收、光电流和光电功率等方面的测试。

光吸收测试可以使用紫外可见光谱仪或傅里叶变换红外光谱仪,通过测量材料对不同波长光的吸收强度,得到其吸收特性。

而光电流和光电功率测试则通过搭建器件结构,将光能转化为电流或功率信号,从而计算光电转换效率。

3. 载流子输运性能测试载流子输运性能是衡量材料导电性能的重要指标,对于评估材料在光电器件中的应用潜力非常关键。

载流子输运性能测试常用的方法有暗电导测量、光电流测量、暗电阻测量等。

其中,暗电导测量可通过四探针法进行,通过测量材料的电导率来判断其导电性能。

光电流测量则通过照射不同强度光源,并测量材料器件结构上的电流变化,来评估光照射对载流子输运性能的影响。

二、注意事项1. 样品制备样品制备是光电性能测试过程中一个非常重要的步骤。

在制备量子调控材料样品时,应避免使用带有杂质的原料,并采用纯净的溶剂和实验器具。

此外,还需要控制好样品的形状、尺寸和表面质量,以确保测试结果的可靠性和重复性。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

思考题
1,如果有一瓶色素分子稀溶液,知道分子结构,但不清楚浓度,可以采 用什么方法测量浓度?说明方法与步骤。 2,对于一块半导体薄膜样品,如何测量其电阻率、载流子类型与浓度、迁移率? 3,荧光分光光度计与紫外-可见光分光光度计的仪器结构有哪些异同点?荧 光光谱测量中,如果激发光波长改变,荧光光谱的波长分布有没有变化?为 什么?
及其强度进行物质鉴定和含量测定的仪器方 法。
Company Logo
三、 荧光分光光度计
荧光分子的两个特征光谱:激发 光谱和发射光谱(荧光光谱)。 (1) 激发光谱 表示不同激发波长下引起物质发 射某一波长荧光的相对效率。 激发光谱绘制:固定发射波长, 然后以不同波长入射光激发荧光, 以荧光强度F对激发波长l作图, 即为激发光谱。 (2) 最大激发波长 lex 激发光谱曲线最高处,处于激发 态的分子最多,荧光强度最大
2
二、 UV-Vis分光光度计 2.5 摩尔吸收系数
摩尔吸收系数: 描述材料对不同波长光波的吸收能力
Company Logo
二、 UV-Vis分光光度计 2.5 摩尔吸收系数
朗伯-比尔定律:
I0 1 Abs lg lg bc I T
摩尔吸收系数
( L mol cm )
四、 四探针测试仪
I
L
4.1 方阻
d
Rs
l Rs l d d Rs d
Rs (ohm), (ohm / sq)
(ohm cm)
d (cm)
已知厚度,可以测量电阻率
四、 四探针测试仪
4.2 测试原理
(a) 1、2、3、4四根 金属探针排成一直线时, 并以一定压力压在半导体 材料上; (b) 在1、4两处探针间 通过电流I; (c) 2、3探针间产生电位 差V。
2、根据霍耳系数的测定载流子的浓度。 3、根据半导体电导率公式,结合四探针电阻 率的测量结果,可以确定半导体迁移率
nq
Company Logo
五、 霍尔效应测试仪
5.2 仪器结构
电阻率、载流子类 型、载流子浓度, 迁移率等电学性能
1 IB UH nq b
六、参考文献与课后思考题
参考资料
1 1
溶液厚度
溶液浓度
b(cm)
c(mol L )
1
二、 UV-Vis分光光度计 2.5 摩尔吸收系数
N3染料吸收光谱 (浓度梯度)
N3染料在不同波长处的 Abs随浓度的变化曲线
测试:DSSCs-染料载负量
二、 UV-Vis分光光度计 2.5 摩尔吸收系数
染料敏化太阳能电池
11.18%
[1] Dong B.-Z. et al, Journal of Applied Physics 101,033713 (2007) [2] 杨兵初*, 熊 健, 周聪华,左舜贵,梁丽杰,稀土Nd 3+掺杂BaTiO3纳米粉体的 微结构与光致发光性能研究,湘潭大学自然科学学报 32 (2010) 28-31
满足上述条件即为荧光。因此荧光范围比较宽,从X 射线到红外光谱区。
其他的能量如(化学反应、加热、生物代谢等)也会 有荧光。生活中很多现象都与荧光相关。如:钞票防 伪,日光灯管,萤火虫发光。
Company Logo
三、 荧光分光光度计
内转换 S
2
3.2 原理
振动弛豫 内转换 系间跨 越 T1 T2
荧 光 产 生 原 理 示 意 图
四探针法测量原理图
Company Logo
四、 四探针测试仪
4.2 测试原理
材料电阻率
探针系数
20π C 1 1 1 1 (2) S1 S 2 S1 S 2 S 2 S 3
V C I
(1)
式中:S1、S2、S3分别为探针1与2,2与3,3与4之 间距,用cm为单位时的值,S1=S2=S3=1mm. 每个探头 都有自己的系数。C6.280.05单位cm。 若电流取I = C 时,则ρ =V,可由数字电压表直接读出。
Prog. Photovolt: Res. Appl. 14,429 (2006)
10.1%
Review in Nature 414, 338 (2001)
Nature 353, 737 (1991)7.1%
M. Grätzel 瑞士洛桑理工学院 (EPFL)
叶绿素: 光合作用
二、 UV-Vis分光光度计 2.5 摩尔吸收系数
U H avB
U H
1 IB nq b
五、 霍尔效应测试仪 q<0
v v v f 洛 q v B v v f e q EH
5.1 测试原理 v Z y B
A
I
v f洛 I v B v fe +++++ +++ ++++ +++++ +++ ++++
f 洛 f e E H vB F合 0 UH EH U H avB a
光源 激发单色器 样品池
3.4 仪器结构
检测器
发射单色器
检测器
荧光是散射谱,所以一般在垂直入射方向接收。背景没 有入射光,是“暗背景”,因此灵敏度高。
Company Logo
四、 四探针测试仪
4.1 方阻
I
透明导电薄膜 Transparent and conductive film
薄膜电阻: sheet resistance
Company Logo
四、 四探针测试仪
电阻率值可由下面公式得出:
4.2 测试原理
V W d W d C G ( ) D ( ) 0G ( ) D ( ) I S S S S
ρ 0 为块状体电阻率测量值 W:为样品厚度(um) S:探针间距(mm) G(W/S)为样品厚度修正函数,可由附录IA或附录1B查得; D(d/S)为样品形状和测量位置的修正函数,可由附录2查得。 W/S<0.5时,实用。 当圆形硅片的厚度满足W/S<0.5时,电阻率为:
禁带宽度Eg
hv≥Eg
1 ln C hv Eg T%
2
二、 UV-Vis分光光度计 2.4 材料光学带隙
ln(1/T)2
Eg=3.6 eV
FTO透明导电薄膜 透过光谱
(ln(100/T))2 ~ hv
1 ln C hv Eg T%
第9讲 材料光电性能测试技术

讲:周聪华
中南大学物理与电子学院 先进材料超微结构与超快过程研究所 2015-05-26
LOGO
内容提要 一、概述 二、紫外可见光分光光度计 三、荧光分光光度计 四、四探针测试系统 五、霍尔效应测试仪 六、参考文献与课后习题
一、概述
OLED: 有机发光二极管
1.1 透光性能
OLED平板电视(LG): 超薄-1mm
Company Logo
一、概述
1.1 透光性能
薄膜太阳能电池
触控屏
Company Logo
一、概述
电阻
1.2 导电性能
迁移率
OLED平板显示器功耗: 电阻
高速计算:高响应速率, 需要高迁移率
一、概述
光电性能-1: 透光性能
1.3 测试方式
a
v I EHv
x
A
b
总结 (1) q>0时,RH>0,
Q I nqvab
U H
Company Logo
U H 0
(2) q<0时,RH<0,
1 IB nq b
U H 0
五、 霍尔效应测试仪
霍耳效应的应用 1、确定半导体的类型
5.1 测试原理
UH
1 IB nq b
N 型半导体载流子为电子 P 型半导体载流子为带正电的空穴
答案可通过邮件提交:姓名-学号-第9讲作业 chzhou@
Company Logo
三、 荧光分光光度计
荧光发射光谱 荧光激发光谱 磷光光谱
3.3 PL谱
200
260 320 380 440 500 560 室温下菲的乙醇溶液荧(磷)光光谱
620
三、 荧光分光光度计
3.4 仪器结构
四 面 光 比 色 皿
I0
Company Logo
Ia F
It
三、 荧光分光光度计
3.4 仪器结构
四个部分——激发光源、样品池、双单色器系统、检测器
特殊点——有两个单色器,光源与检测器通常成直角
单色器:选择激发光波长的第一单
色器和选择发射光 ( 测量) 波长的第
二单色器 光源:氙灯、高压汞灯、激光器 (
可见与紫外区)
检测器:光电倍增管
Company Logo
三、 荧光分光光度计
Company Logo
四、 四探针测试仪
4.2 测试原理
(a)块状和棒状样品体电阻率测量: 块状和棒状样品外形尺寸与探针间距比 较,合乎于半无限大的边界条件,电阻 率值可以直接由(1)、(2)式求出。
Company Logo
四、 四探针测试仪 (b)薄膜(片)电阻率测量
4.2 测试原理
簿片样品因为其厚度与探针间距比较, 不能忽略,测量时要提供样品的厚度形 状和测量位置的修正系数。
I
+++++ +++ v ++++
A
y
v B
a
v EH
v B
相关文档
最新文档