瞬态光栅光谱仪

• 几分钟内的载流子扩散系数！
• 无创测量技术
• 全自动计算机控制
• 光栅周期的连续设置
• 灵敏度降至 μJ/cm² 激励水平
• 优异的测量和分析软件
• 光致发光( PL)测量选项
  

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HARPIA-TG是一种瞬态光栅光谱仪，用于测量载流子扩散和寿命。测量基于激光诱导瞬态光栅（LITG）技术。该方法可以通过全光学手段同时观察非平衡载流子复合和扩散。

HARPIA-TG可以表征非导电或非荧光样品。它适用于半导体材料和衍生物，例如碳化硅（SiC），氮化镓（GaN），钙钛矿，有机和无机太阳能电池，量子点，甚至复杂的纳米结构，例如量子阱。

与带有集成光参量放大器（I-OPA）的CARBIDE或PHAROS激光器相结合，该紧凑型系统通过优异的测量和分析软件实现全自动和计算机控制。因此，用户只需将样品放入支架并开始测量，即可在几分钟内获得扩散系数。

应用

• 瞬态光栅光谱学
• 单波长的瞬态吸收

运作基础

LITG测量的原理如右图所示。一对超短脉冲在样品平面上在空间和时间上重叠。激发光束的角度分离会导致它们在交叉时发生干扰。干涉图案Λ的周期取决于光束相交角和泵浦波长。

周期性图案激发产生空间调制的激发载流子分布，并有效地产生折射率的周期性调制。因此，这种泵浦几何形状会产生瞬态光栅，时间延迟的探头脉冲可以从中衍射。随着时间的推移，激光诱导光栅由于载流子复合（以τR速率引起的电子衰变）和载流子扩散（以τ_D速率引起的空间衰减）而衰减。扩散项取决于瞬态光栅周期：细光栅（小 Λ 值）比粗光栅（大 Λ 值）扩散得更快。 因此，如果我们测量衍射信号在一系列不同周期Λ上的时间行为，我们可以从关系中确定载流子扩散系数D[cm²/s]，

其中τ_G是瞬态光栅的净衰减率。

测量范围

测量过程

I.

瞬态衰减动力学在不同光栅周期Λ下测量。 HARPIA-TG允许连续调谐激励光栅周期。可以在样品平面上形成1.15至15μm（取决于泵浦波长）的周期。

II.

 在每个光栅周期获得的数据拟合指数衰减。绘制检索到的倒数衰减常数。

作为光栅周期平方反比的函数。该曲线的正切提供了载流子扩散系数（在给定的载流子浓度和温度下），而零截距点（Λ = ∞ μm）提供了固有载流子复合速率τ_R。

III.

在不同的激发强度下重复实验，以获得扩散系数对非平衡载流子浓度的全面依赖性。

偏振和泵浦波长控制分别可实现更高级的自旋光栅和热光栅测量。

规格参数

1. 通过应用不同的物理光栅，范围扩展到可见光-近红外光。详情咨询 sales@light-quantum.cn。
2. 可根据要求提供SH（515 nm）或基于 OPA 的探测。详情咨询 sales@light-quantum.cn。
3. 取决于使用的记录波长。

测量范围

外形尺寸

性能

下图显示了层背面和正面GaN的载流子扩散系数、扩散长度和寿命与通量的关系。GaN越厚，由于更好的聚结，生长层的质量越好。较低的扩散率和较短的寿命表明，蓝宝石衬底和GaN之间的界面结构质量较差，缺陷密度较高。

使用HARPIA-TG结合CARBIDE-CB5激光器和I-OPA进行测量。测量条件：60 kHz，355 nm 泵浦波长，1030 nm 探头波长。

                                                        氮化镓的扩散系数与通量的关系

                                                        氮化镓的载流子寿命与通量的关系

                                                          氮化镓的扩散长度与通量的关系

轮廓图

                                                                HARPIA-TG的主要方案

                                                               HARPIA-TG 的轮廓图

                                                    使用 CARBIDE-CB5 和 I-OPA 的推荐布局

软件

HARPIA-TG提供了一个专用软件，可以全自动选择泵浦和探测参数以及光栅周期，从而使扩散系数和载流子寿命的测量尽可能简单。

HARPIA-TG软件，瞬态光栅控制窗口。使用未掺杂的氮化镓进行测量。