קרן רנטגן המושרה מדידות נוכחיות עבור מיקרוסקופית רנטגן רב-מודאליים של תאים סולאריים

התקנה עבור קרן רנטגן המושרה מדידות הנוכחי ב סינכרוטרון beamlines מתואר. הוא חושף את הביצועים ננו-סולם של תאים סולריים ומרחיב את החבילה של טכניקות עבור מיקרוסקופ רנטגן רב מודאלי. מחיווט כדי מיטוב אות לרעש, הוא מוצג כיצד לבצע מדידות המדינה-of-the-art-מיקרו-מיקרודיקה קשה רנטגן.

צילומי רנטגן גורמים לזרם במכשירים אלקטרוניים רבים. דומה מאוד לפוטונים גלויים בתאים סולריים פוטו-וולטאיים. האות נקרא זרם המושרה על ידי קרן רנטגן.

במילים אחרות, התקני הבדיקה מופעלים כגלאי רנטגן ו- XBIC מניב את ביצועי המכשיר המקומי. XBIC משלב את הרזולוציה המיוחדת הגבוהה של זרם הנגרמת על ידי קרן אלקטרונים עם עומק חדירה גבוה של זרם המושרה על ידי קרן לייזר. שילוב זה מניב את הביצועים המקומיים גם במבנים מגוונים כמו בתאים סולריים אנקפסולציה עם רזולוציה גבוהה.

מאות XBIC, אנו יכולים לקבוע את יעילות איסוף המטען שנפתרה באופן מרחבי, שהיא קריטית לביצועים החשמליים של התקנים מוליכים למחצה. אז באופן עקרוני, מדידות XBIC יכול להתבצע על כל המערכות להראות תגובה חשמלית על החלל שלה, כגון תאים סולריים, גלאי רנטגן, על חוטי ננו של מוליכים למחצה. נקיטת מדידות XBIC היא למעשה פשוטה באופן מפתיע אם אתה עוקב אחר נתיב האות מהמכשיר למגברים ולרכישת הנתונים.

התחל בתכנון מחזיק מדגם כדי לספק חופש מרבי למיקום גלאים שונים בסמיכות. הגדר את מחזיק הדגימה לבסיס קינמטי כדי לאפשר מיקום קל של דגימות עם מיקום מיקרומטר. השתמש בלוח מעגלים מודפס שתוכנן כך שניתן יהיה להשתמש בו כרכיב טעינה עבור ההתקן האלקטרוני עבור מדידות XBIC.

לאחר מכן, הדבק את המכשיר האלקטרוני כדי להיבדק על לוח המעגלים המודפסים. שים לב כדי למנוע קצר באמצעות קלטת פולימיד. לקבע את חוטי המגע גם עם קלטת.

חבר את המגע במעלה הזרם הפונה לקרן הרנטגן של האירוע עם המגן של הכבל הקואקסיאלי. לאחר מכן, חבר את המגע במורד הזרם עם הליבה של הכבל הקואקסיאלי. לאחר מכן, הר את לוח המעגלים המודפסים לתוך מחזיק הדגימה.

לאחר מכן תן את מחזיק הדגימה על שלב הדגימה. חבר את הדוגמה באמצעות מחבר BNC בהיתר לדוגמה. מקם את החיווט כך שאף חלק הרכבה או חיווט לא יחסם את קרן הרנטגן של האירוע או כל גלאי אחר.

ודא כי החיווט מדגם הוא הקלה מאמץ, כך שהוא לא יגביל את תנועות המדגם. בדוק שהדגימה מקורקעת היטב. עכשיו לסובב את הבמה כך מישור העניין הוא בניצב לקרן האירוע.

פעולה זו תמזער את טביעת הרגל של הקרן ותגדיל את הרזולוציה המרחבית. אם תבצע מדידות רב-מודאליות, מקם את הגלאים סביב המדגם, לדוגמה עבור מדידות פלואורסצנטיות של קרני רנטגן. לאחר מכן, למדוד את משרעת האות של התקן הבדיקה כדי לבדוק את טווח האות בתנאים שונים.

מניחים מגבר מקדים בקרבת הדגימה ומחברים אותו ליחידת בקרה מחוץ לצריף. פעולה זו תאפשר שינויי הגדרה מרחוק ללא צורך להיכנס מחדש לאת'ק ותשמור באופן אוטומטי את הגדרות ההגברה. חבר את הקדם-מגבר למעגל חשמל נקי והגבר אותו.

ודא כי משרעת האות של התקן הבדיקה תואמת לטווח הקלט של המגבר הקדם-מגבר. זה תרגול טוב כדי לשמור על הגברה של מגבר טרום ברגישות המינימלית בכל פעם אין מדידה קורה כדי למנוע תאונה על רוויה. כעת חבר את התקן הבדיקה למגבר הקדם-מגבר.

בהתחשב משרעת האות הקטן, זה קריטי כדי לשמור על החיווט קצר ובמרחק ממקורות רעש. לאחר מכן לפצל את האות המוגבר מראש לשלושה ענפי אות מקבילים. אלה משמשים לתיעוד נפרד של ערכי DC חיוביים ושליליים, יחד עם רכיבי AC מווסתים.

חבר את מגבר הנעילה ליחידת בקרה מחוץ לאית'. ת להפעיל אותו ממעגל חשמל נקי. ודא שהפלט של המגבר הקדם-מגבר תואם לקלט של מגבר הנעילה בכל התנאים.

כאן התפוקה המרבית של המגבר הקדם-מגבר היא 10 וולט, אך טווח הקלט המרבי של מגבר הנעילה הוא 1.5 וולט. לכן, לבדוק את משרעת האות לאחר מגבר מראש ולוודא כי טווח הקלט של מגבר הנעילה הוא בשיאו. לאחר מכן חבר את הפלט של המגבר הקדם-מגבר לקלט של מגבר הנעילה.

הר את מסוק הרנטגן על במה ממונעת עם היכולת לנוע פנימה ומארח מקרן הרנטגן ולכוח אותו באמצעות בקר מסוק. חבר את המסוק ליחידת הבקרה, במקרה זה באמצעות מגבר הנעילה. לאחר מכן כונן המסוק האופטי עם תדר ההדגמה של מגבר הנעילה.

לאחר מכן חבר את הפלט של מגבר הנעילה לממיר מתח לתדר. לאחר מכן פלט את משרעת השורש מתכוון בריבוע R של האות המוגבר נעילה כאות AC אנלוגי של ההתקן. ודא שההתקן בבדיקה מוגן מכל האורות בצריף.

חפשו בצריף. אנא עזבו את האזור. שימו לב, בבקשה, שימו לב להפעלה.

ולהדליק את קרן הרנטגן. אם הכל מוגדר כראוי, וקרן הרנטגן פוגעת בדגימה, אות XBIC מנוון יהיה גלוי. התאם את ההגברה של המגבר הקדם-מגבר ואת טווח הקלט של מגבר הנעילה כך שיתאימו.

ודא כי התגובה של מגבר מראש הוא מהיר מספיק עבור תדר המסוק שנבחר. יש לצפות באות XBIC מלבני. אם נראה עיכוב חזק, יש להפחית את תדר המסוק או להפוך את זמן עליית המסנן של המגבר הקדם-מגבר לתיאום.

הגדר את תדירות מסנן המעבר הנמוכה של מגבר הנעילה למינימום התואם למהירות הסריקה. לאחר מכן, למקסם את האות המוגבר ביחס לקרן היחס על קרן וקרן את ביחס האות לרעש. ההתקנה מוכנה כעת למדידות XBIC.

עבור לנקודה בתולית על המדגם ולהתחיל את המדידה. היתרון העיקרי בשימוש בהגברת נעילה למדידות XBIC הוא העלייה הדרמטית ביחס האות לרעש בהשוואה למדידות עם הגברה סטנדרטית. כאן, המכשיר המוגבר מראש תחת תגובת הבדיקה מוצג כמדוד על ידי טווח ללא ועם אור הטיה מופעל.

למרות נוכחותם של רכיבי רעש או מרמה חזקים הנגרמים על ידי אור או מתח מוטה, ניתן לחלץ את קרן הרנטגן המווסתת המושרה אות זרם מאות הרקע, גם אם הוא בסדר גודל קטן יותר. השוואת שתי התמונות הללו, שים לב לאות היסט בסדר של שמונה מילי-וולטים שהוזז למינוס 65 מילי-וולט על-ידי הפעלת אור ההטיה מצינורות פלואורסצנטיים. יתר על כן, וריאציית האות בסולמות זמן קצרים משופרת באופן משמעותי על ידי אור ההטיה.

עם ההגדרות המתאימות, ניתן למתן הן את ההיסט והן את אפנון התדר הגבוה. עם זאת, יש לבטל את כל המקורות של הטיה לא מכוונת כגון תאורת אווירה ורעש אלקטרומגנטי ליחס האות הגבוה ביותר לרעש. גרפים אלה מדגישים את ההשפעה של אור הטיה והגדרות שונות של מסנן מעבר נמוך משרעת RMS מוגברת נעילה.

עבור תדירות סריקה גבוהה, מסנן המעבר הנמוך לחתוך את התדר צריך להיות גבוה ככל האפשר, אבל האות הגבוה ביותר לרעשים שהושגו עם תדרים לחתוך נמוך. במקרה זה, מסנן מעבר נמוך עם תדר נותק השווה ל-10.27 הרץ הציע את הפשרה הטובה ביותר לסריקה בשני הרץ מתונים. כאן, אתה יכול לראות את ההשפעה של הנעילה בהגברה על יחס האות לרעש במדידות זרם המושרה קרן רנטגן.

הרוע של האות הישיר ניכר והאות המוגבר של הנעילה מראה תכונות טובות בפירוט רב. לניתוח כמותי, הצורה של אות XBIC המווסת אמורה לייצג את הצורה של עוצמת הרנטגן המווסתת. לכן, חשוב לייעל את תדירות המסוק ומסנני מעבר נמוכים ביחס לכך.

הגברה בנעילה מאפשרת לנו למדוד מכשירים בתנאים שונים. לדוגמה, אנו יכולים להחיל מתח הטיה או אור הטיה. בסופו של דבר, זה מאפשר לנו למדוד עקומת IV שלמה עם רזולוציה מרחבית גבוהה ב nanoscape.

XBIC שימושי במיוחד כאשר אנו משלבים אותו עם טכניקות אחרות. לדוגמה, עם דיפרנציאציה פלואורסצנטית של קרני רנטגן, טכטוגרפיה או אור אופטי נרגש של קרני רנטגן. אם אנחנו משלבים את כל זה, אנחנו יכולים לפתור ולפתח את מבנה הרכב וביצועים.

מלבד אמצעי זהירות כלליים שיש לנקוט בעת התמודדות עם חשמל וצילומי רנטגן אינטנסיביים אין סיכון ספציפי בביצוע מדידות XBIC עבור לפעולה לפחות המדגם, עם זאת, עלול למות בגלל נזקי קרינה. עם מקורות מוגבלים דיפרציה, כגון פטרה ארבע, שטף הרנטגן ננופוקוס יגדל על ידי סדרי גודל. פעולה זו תגדיל את אות מהירות המדידה ליחס רעש ותאפשר ניסויים חדשים לחלוטין במקום ובאופרנדו.