Рентгеновский луч индуцированных текущих измерений для мульти-модальной рентгеновской микроскопии солнечных клеток

Рентгеновские снимки вызывают ток во многих электронных устройствах. Очень похоже на видимые фотоны в фотоэлектрических солнечных батареях. Сигнал называется рентгеновским лучом индуцированного тока.

Другими словами, испытательные устройства эксплуатируются как рентгеновские детекторы, и XBIC дает производительность локального устройства. XBIC сочетает в себе высокое специальное разрешение электронного луча индуцированного тока с высокой глубиной проникновения лазерного луча индуцированного тока. Эта комбинация дает локаленную производительность даже в различных структурах, как в инкапсулированных солнечных элементов с высоким разрешением.

С помощью сигнала XBIC мы можем определить пространственно разрешенную эффективность сбора заряда, которая имеет решающее значение для электрической производительности полупроводниковых устройств. Таким образом, в принципе, измерения XBIC могут быть выполнены на всех системах, которые показывают электрическую реакцию на его пространстве, таких как солнечные батареи, рентгеновские детекторы, на нано проводах от полупроводников. Принимая XBIC измерений на самом деле удивительно просто, если вы будете следовать пути сигнала от устройства до усилителей и сбора данных.

Начните с проектирования держателя образца, чтобы обеспечить максимальную свободу размещения различных детекторов в непосредственной близости. Установите держатель образца на кинематической основе, чтобы позволить легкое перепозиционирование образцов с микрометровым положением. Используйте печатную печатную плату, которая была разработана таким образом, чтобы она можно была использовать в качестве крепления для электронного устройства для измерений XBIC.

Затем клей электронное устройство для тестирования на печатной платы. Обратите внимание, чтобы избежать короткого замыкания с помощью полиимидной ленты. Зафиксировать контактные провода также лентой.

Подключите восходящий контакт, который сталкивается с инцидентом рентгеновского луча со щитом коаксиального кабеля. Затем соедините нисходящий контакт с ядром коаксиального кабеля. Затем смонтировать печатную печатную доску в держатель образца.

Затем смонтировать держатель образца на стадии образца. Соедините образец через разъем BNC на выборочных креплениях. Распоить проводку так, чтобы ни одна монтажная часть или проводка не заблокировали рентгеновский луч инцидента или любой детектор.

Убедитесь, что проводка образца снимается с напряжения, чтобы она не ограничивала движения образца. Убедитесь, что образец хорошо обоснован. Теперь поверните сцену так, что плоскость интереса перпендикулярно лучу инцидента.

Это позволит свести к минимуму след луча и максимизировать пространственное разрешение. Если вы будете проводить мультимодальные измерения, поместите детекторы вокруг образца, например, для рентгеновских измерений флуоресценции. Затем измерьте амплитуду сигнала испытательного устройства для проверки диапазона сигнала в различных условиях.

Поместите предварительный усилитель в непосредственной близости от образца и подключите его к блоку управления за пределами загона. Это позволит удаленным изменениям настройки без необходимости повторно входить в загон и автоматически сохранит настройки усиления. Подключите преду усилитель к чистой схеме питания и включите его.

Убедитесь, что амплитуда сигнала испытательного устройства соответствует диапазону входных данных предварительного усилителя. Это хорошая практика, чтобы сохранить усиление предварительного усилителя при минимальной чувствительности, когда нет измерения происходит, чтобы избежать случайного перенасыщения. Теперь подключите тест-устройство к предварительному усилителю.

Учитывая небольшую амплитуду сигнала, очень важно держать проводку короткой и на расстоянии от источников шума. Затем разделите предварительно усиленный сигнал на три параллельные ветви сигнала. Они используются для отдельной записи положительных и отрицательных значений постоянного тока, а также модулированных компонентов переменного тока.

Подключите усилитель блокировки к блоку управления за пределами загона. Мощность его от чистой цепи питания. Убедитесь, что выход предварительного усилителя соответствует входу усилителя блокировки при всех условиях.

Здесь максимальный выход предупротейматора составляет 10 вольт, но максимальный входной диапазон усилителя блокировки составляет 1,5 вольт. Поэтому проверьте амплитуду сигнала после предварительного усилителя и убедитесь, что диапазон ввода усилителя блокировки находится на максимуме. Затем подключите выход предварительного усилителя к входу усилителя блокировки.

Наведать рентгеновский вертолет на моторизованную сцену с возможностью перемещения в и из рентгеновского луча и питания его с помощью контроллера вертолета. Подключите вертолет к блоку управления, в данном случае через усилитель блокировки. Затем привод оптического вертолета с частотой демодиляции усилителя блокировки.

Затем подключите выход усилителя блокировки к преобразователь напряжения к частоте. Затем вывести корень-средний квадрат амплитуды R блокировки в усиленный сигнал в качестве аналогового сигнала переменного тока устройства. Убедитесь, что тестируемое устройство защищено от всех огней в загоне.

Обыщите хижину. Пожалуйста, покинуть этот район. Внимание, пожалуйста, обратите внимание на включение.

И включите рентгеновский луч. Если все настроено правильно, и рентгеновский луч попадает в образец, будет виден модулированный сигнал XBIC. Адаптация усиления предварительного усилителя и диапазона входных данных усилителя блокировки таким образом, чтобы они соответствовали.

Убедитесь, что реакция предварительного усилителя достаточно быстра для выбранной частоты вертолета. Следует наблюдать прямоугольный сигнал XBIC. Если видна сильная задержка, необходимо уменьшить частоту вертолета или отрегулировать время повышения фильтра предварительного усилителя.

Установите низкую частоту фильтра прохода усилителя блокировки до минимума, совместимого со скоростью сканирования. Затем максимизуйте усиленный сигнал по отношению к лучу соотношения и лучу, а также по отношению к соотношению сигнала к шуму. Установка теперь готова для измерений XBIC.

Перейти к нетронутой месте на образец и начать измерение. Ключевым преимуществом использования усиления блокировки для измерений XBIC является резкое увеличение соотношения сигнала к шуму по сравнению с измерениями со стандартным усилением. Здесь предварительно усиленное устройство, на которое был обнаружен тестовый ответ, измеряется областью без включенного и с выключенным светом смещения.

Несмотря на наличие сильного шума или обмана компонентов, вызванных смещения света или напряжения, можно извлечь модулированный рентгеновский луч индуцированного тока сигнала от фонового сигнала, даже если он на порядок меньше. Сравнивая эти два изображения, обратите внимание на офсетный сигнал порядка восьми милливольт, который смещается до минус 65 милливольт, включив смещенный свет от флуоресцентных труб. Кроме того, изменение сигнала в коротких временных масштабах значительно усиливается светом смещения.

При соответствующих настройках можно смягчить как смещения, так и модуляцию высокой частоты. Тем не менее, все источники непреднамеренного смещения, такие как окружающее освещение и электромагнитный шум, должны быть устранены для наивысшего соотношения сигнала к шуму. Эти графики подчеркивают влияние смещения света и различные настройки низкого прохода фильтра на блокировку в усиливается Амплитуда RMS.

Для высокой частоты сканирования фильтр низкого прохода должен быть как можно выше, но наивысшим сигналом к шумам, полученным с низкими частотами. В этом случае фильтр с низким проходом с отрезанной частотой, равной 10.27 Hertz, предложил лучший компромисс для сканирования при умеренных двух Герц. Здесь вы можете увидеть влияние усиления блокировки на соотношение сигнала к шуму в рентгеновских лучах, индуцированных текущими измерениями.

Неточность прямого сигнала очевидна, и усиленный сигнал блокировки показывает прекрасные функции в хороших деталях. Для количественного анализа форма модулированный сигнал XBIC должна представлять форму модулированных рентгеновских интенсивности. Поэтому важно оптимизировать частоту вертолета и фильтры низкого прохода в связи с этим.

Усиление блокировки позволяет измерять устройства в различных условиях. Например, мы можем применить смещения напряжения или смещения света. В конечном счете, это позволяет нам измерить всю IV кривую с высоким пространственным разрешением на нано ландшафта.

XBIC особенно полезен, когда мы сочетаем его с другими методами. Например, с рентгеновской дифракцией флуоресценции, тахографией или рентгеновской оптической люминесценцией. Если мы объединим все это, мы сможем решить и деконволюция структуры композиции и производительности.

Помимо общих мер предосторожности, которые должны быть приняты при работе с электрической энергией и интенсивными рентгеновскими лучами нет никакого конкретного риска при выполнении измерений XBIC для работы по крайней мере образец, однако, может умереть из-за радиационного повреждения. С ограниченными источниками дифракции, такими как petra four, рентгеновский поток нанофокуса увеличится на порядок. Это позволит повысить скорость измерения сигнала к соотношению шума и позволит совершенно новые эксперименты на месте и operando.