專利名稱：發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體科學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法及裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的信息光子化發(fā)展進(jìn)入芯片上的光電子集成與芯片級(jí)的全光化，這是實(shí)現(xiàn)光量子信息處理和光量子信息計(jì)算的關(guān)鍵，而作出硅芯片上的用于光互聯(lián)的光源與傳播節(jié)點(diǎn)是ー項(xiàng)瓶頸性的工作。另外，讓半導(dǎo)體發(fā)光與照明走進(jìn)千家萬戶勢(shì)在必行，是低碳與環(huán)保的需求。目前，急需對(duì)發(fā)光材料與元器件的表征和檢測(cè)技術(shù)及其手段。當(dāng)前，常見的對(duì)發(fā)光材料與元器件的發(fā)光性質(zhì)檢測(cè)儀器有孤立的光致發(fā)光譜儀和電致發(fā)光檢測(cè)儀，可以對(duì)發(fā)光祥品孤立地進(jìn)行光致發(fā)光(PL)光譜檢測(cè)，而電致發(fā)光(EL)檢 測(cè)儀則是粗糙及零散的設(shè)備(沒有精密的、成套的譜儀)。從研發(fā)與制造上考慮，對(duì)于利用光致發(fā)光與電致發(fā)光對(duì)發(fā)光材料和器件進(jìn)行復(fù)合檢測(cè)的方法及裝置的需求是急迫的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)的復(fù)合檢測(cè)方法及裝置，它能利用光致發(fā)光與電致發(fā)光對(duì)發(fā)光材料、器件進(jìn)行復(fù)合檢測(cè)，以便滿足研發(fā)和生產(chǎn)發(fā)光材料與元器件中的檢測(cè)需求。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法，其特征在于采用電極探針接觸樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)和樣品臺(tái)導(dǎo)電板，對(duì)樣品進(jìn)行電泵浦，通過電極探針在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子，使樣品激發(fā)電致發(fā)光；同時(shí)采用激光作光源照射樣品的微區(qū)結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品進(jìn)行光泵浦，通過光源入射或光纖定位導(dǎo)入光子，使樣品激發(fā)光致發(fā)光；利用反射鏡收集樣品電致發(fā)光的光子與光致發(fā)光的光子，再通過光路送入光柵分光儀中，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行電致發(fā)光和光致發(fā)光的復(fù)合檢測(cè)。利用光學(xué)顯微鏡調(diào)控電極探針及LD激光的定位位置。復(fù)合檢測(cè)裝置，包括樣品臺(tái)，在樣品臺(tái)上設(shè)有樣品臺(tái)導(dǎo)電板，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板上連接有負(fù)極導(dǎo)電探針，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板上方設(shè)有正極導(dǎo)電探針，在正極導(dǎo)電探針的上方設(shè)有LD光源，在樣品臺(tái)上方的一側(cè)設(shè)有反射鏡，在樣品臺(tái)的另ー側(cè)設(shè)有與反射鏡對(duì)應(yīng)的光路，在光路上連接有光柵分光儀。在正極導(dǎo)電探針的設(shè)有用于替代LD光源、反射鏡及光路的雙向光纖，雙向光纖與光柵分光儀連接。利用雙向光纖接入各種激光源對(duì)樣品進(jìn)行照射，并可反向收集樣品的電致發(fā)光及光致發(fā)光的光子。在正極導(dǎo)電探針上方設(shè)有光學(xué)顯微鏡，在樣品臺(tái)上設(shè)有樣品臺(tái)微動(dòng)器。通過高倍的光學(xué)顯微鏡調(diào)控正極導(dǎo)電探針在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子激發(fā)電至發(fā)光或調(diào)控雙向光纖在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位導(dǎo)入光子激發(fā)光至發(fā)光，這對(duì)于發(fā)光材料的選區(qū)電至發(fā)光或選區(qū)光至發(fā)光分析都是重要的。樣品臺(tái)微動(dòng)器可以通過旋鈕的方式調(diào)節(jié)樣品臺(tái)的水平位置，從而使樣品相對(duì)于正極導(dǎo)電探針或激發(fā)光源的位置得到精確調(diào)整。通過光學(xué)顯微鏡及樣品臺(tái)微動(dòng)器對(duì)樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)定位如圖6所示。對(duì)發(fā)光祥品同時(shí)進(jìn)行電泵浦和光泵浦的復(fù)合泵浦的發(fā)光與単獨(dú)的電泵浦和光泵浦的發(fā)光性質(zhì)是不一樣的，在類似的激發(fā)能級(jí)結(jié)構(gòu)上躍遷有相同處也有不同處，對(duì)于發(fā)光樣品的光譜及其能態(tài)結(jié)構(gòu)的比較、檢測(cè)、表征和分析是很有好處的，對(duì)于研究光子作用的激發(fā)和探針注入載流子的激發(fā)的機(jī)理和應(yīng)用有重要作用。由于采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用同時(shí)對(duì)發(fā)光祥品進(jìn)行電泵浦和光泵浦的方法，使發(fā)光樣品同時(shí)激發(fā)電致發(fā)光與光致發(fā)光，將電致發(fā)光與光致發(fā)光的光子共同送入光柵分光儀中，從而實(shí)現(xiàn)電致發(fā)光與光致發(fā)光的復(fù)合檢測(cè)。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，所使用的裝置容易制作，使用效果好。


附圖I為本發(fā)明的實(shí)施例I的結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖
附圖3為本發(fā)明的實(shí)施例I的退火前的硅氧化量子點(diǎn)發(fā)光樣品的發(fā)光譜；
附圖4為本發(fā)明的實(shí)施例I的退火后的硅氧化量子點(diǎn)發(fā)光樣品的發(fā)光譜；
附圖5為本發(fā)明的實(shí)施例2在氬氣、氧氣與氮?dú)獾炔煌諊苽涞墓柩趸孔狱c(diǎn)發(fā)光樣品的發(fā)光譜；
附圖6為本發(fā)明通過光學(xué)顯微鏡及樣品臺(tái)微動(dòng)器對(duì)樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)定位 附圖7為本發(fā)明的樣品臺(tái)微動(dòng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例I :發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法，采用電極探針接觸樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)和樣品臺(tái)導(dǎo)電板，對(duì)樣品進(jìn)行電泵浦，通過電極探針在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子，使樣品激發(fā)電至發(fā)光；同時(shí)采用激光作光源照射樣品的微區(qū)結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品進(jìn)行光泵浦，通過光源定位導(dǎo)入光子，使樣品激發(fā)光致發(fā)光；利用反射鏡收集樣品電致發(fā)光的光子與光致發(fā)光的光子，再通過光路送入光柵分光儀中，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行電致發(fā)光和光致發(fā)光性質(zhì)的復(fù)合檢測(cè)。同時(shí)利用光學(xué)顯微鏡調(diào)控電極探針及激光的定位位置。復(fù)合檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括樣品臺(tái)1，在樣品臺(tái)I上設(shè)有樣品臺(tái)導(dǎo)電板2，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板2上連接有負(fù)極導(dǎo)電探針3-1，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板2上方設(shè)有正極導(dǎo)電探針3-2，在正極導(dǎo)電探針3-2的上方設(shè)有LD光源7，在樣品臺(tái)I上方的一側(cè)設(shè)有反射鏡4，在樣品臺(tái)I的另ー側(cè)設(shè)有與反射鏡4對(duì)應(yīng)的光路5，在光路5上連接有上設(shè)有光柵分光儀6 ;在正極導(dǎo)電探針3-2上方設(shè)有光學(xué)顯微鏡9，在樣品臺(tái)I上設(shè)有樣品臺(tái)微動(dòng)器10。在使用時(shí)，先將硅氧化量子點(diǎn)樣品11放置在樣品臺(tái)I上，負(fù)極導(dǎo)電探針3-1接觸樣品臺(tái)導(dǎo)電板2，給樣品11的背電極施加負(fù)電壓，正極導(dǎo)電探針3-2將電泵浦載流子注入 樣品11正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)，樣品11電致發(fā)光的光子由反射鏡4收集，通過光路5進(jìn)入光柵分光儀6 ;同時(shí)，由LD光源7發(fā)出激發(fā)光照射到樣品11上,樣品11光致發(fā)光的光子由反射鏡4收集，通過光路5進(jìn)入光柵分光儀6，這樣就實(shí)現(xiàn)了 PL與EL的復(fù)合檢測(cè)。在檢測(cè)過程中，通過調(diào)控操作通過光學(xué)顯微鏡9與正極導(dǎo)電探針3-2及樣品臺(tái)微動(dòng)器對(duì)樣品11正面微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子激發(fā)EL發(fā)光。退火前的硅氧化量子點(diǎn)發(fā)光樣品11的發(fā)光譜如圖3所示；退火后的硅氧化量子點(diǎn)發(fā)光樣品11的發(fā)光譜如圖4所示。其發(fā)光的微區(qū)定位結(jié)構(gòu)如圖4所示。本發(fā)明的實(shí)施例2 :復(fù)合檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括樣品臺(tái)1，在樣品臺(tái)I上設(shè)有樣品臺(tái)導(dǎo)電板2，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板2上連接有負(fù)極導(dǎo)電探針3-1，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板2上方設(shè)有正極導(dǎo)電探針3-2，在正極導(dǎo)電探針3-2的上方設(shè)有雙向光纖8，在光路5上連接有上設(shè)有光柵分光儀6,雙向光纖8與光柵分光儀6連接；在正極導(dǎo)電探針3-2上方設(shè)有光學(xué)顯微鏡9，在樣品臺(tái)I上設(shè)有樣品臺(tái)微動(dòng)器10。在使用時(shí)，用光致發(fā)光(PL)與電致發(fā)光(EL)復(fù)合方法檢測(cè)在不同氛圍制備的硅氧化量子點(diǎn)發(fā)光樣品的發(fā)光譜，特別是比較在氬氣、氧氣與氮?dú)獾炔煌諊苽涞墓柩趸?量子點(diǎn)發(fā)光樣品11的發(fā)光譜特性，先將樣品11放置在樣品臺(tái)I上，負(fù)極導(dǎo)電探針3-1接觸樣品臺(tái)導(dǎo)電板2，給樣品11的背電極施加負(fù)電壓，正極導(dǎo)電探針3-2將電泵浦載流子注入樣品11正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)，樣品11電致發(fā)光的光子由雙向光纖8收集并送入光柵分光儀6 ;同時(shí)，將接好外接激光源的雙向光纖8的照射端與樣品11正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)位置對(duì)準(zhǔn)，由雙向光纖8引入的激發(fā)光照射到樣品11上，樣品11光致發(fā)光的光子由雙向光纖8并送入光柵分光儀6，這樣就實(shí)現(xiàn)了 PL與EL的復(fù)合檢測(cè)。在檢測(cè)過程中，通過調(diào)控操作通過光學(xué)顯微鏡9與正極導(dǎo)電探針3-2及樣品臺(tái)微動(dòng)器對(duì)樣品11正面微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子激發(fā)EL發(fā)光。用電致發(fā)光(EL)和光致發(fā)光(PL)復(fù)合方法檢測(cè)在氬氣、氧氣與氮?dú)獾炔煌諊苽涞墓柩趸孔狱c(diǎn)發(fā)光樣品11的發(fā)光譜如圖5所示。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法，其特征在于采用電極探針接觸樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)和樣品臺(tái)導(dǎo)電板，對(duì)樣品進(jìn)行電泵浦，通過電極探針在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子，使樣品激發(fā)電致發(fā)光；同時(shí)采用激光作光源照射樣品的微區(qū)結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品進(jìn)行光泵浦，通過光源入射或光纖定位導(dǎo)入光子，使樣品激發(fā)光致發(fā)光；利用反射鏡收集樣品電致發(fā)光的光子與光致發(fā)光的光子，再通過光路送入光柵分光儀中，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行電致發(fā)光和光致發(fā)光的復(fù)合檢測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法，其特征在于利用光學(xué)顯微鏡調(diào)控電極探針與激發(fā)光的微區(qū)定位操作。
3.ー種采用權(quán)利要求I所述的發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法的復(fù)合檢測(cè)裝置，包括樣品臺(tái)(1)，其特征在干在樣品臺(tái)(I)上設(shè)有樣品臺(tái)導(dǎo)電板(2)，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板(2)上連接有負(fù)極導(dǎo)電探針(3-1)，在樣品臺(tái)導(dǎo)電板(2)上方設(shè)有正極導(dǎo)電探針(3-2)，在正極導(dǎo)電探針(3-2)的上方設(shè)有LD光源(7)，在樣品臺(tái)(I)上方的一側(cè)設(shè)有反射鏡(4)，在樣品臺(tái)(I)的另ー側(cè)設(shè)有與反射鏡(4 )對(duì)應(yīng)的光路(5 )，在光路(5 )上連接有光柵分光儀(6 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合檢測(cè)裝置，其特征在于在正極導(dǎo)電探針(3-2)的設(shè)有用于替代LD光源(7)、反射鏡(4)及光路(5)的雙向光纖(8)，雙向光纖(8)與光柵分光儀(6)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的復(fù)合檢測(cè)裝置，其特征在于在正極導(dǎo)電探針(3-2)上方設(shè)有光學(xué)顯微鏡(9 )，在樣品臺(tái)(I)上設(shè)有樣品臺(tái)微動(dòng)器(10 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種發(fā)光材料的發(fā)光性質(zhì)復(fù)合檢測(cè)方法，采用電極探針接觸樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)和樣品臺(tái)導(dǎo)電板，對(duì)樣品進(jìn)行電泵浦，通過電極探針在樣品正面的微區(qū)結(jié)構(gòu)作定位注入載流子，使樣品激發(fā)電致發(fā)光；同時(shí)采用激光作光源照射樣品的微區(qū)結(jié)構(gòu)，對(duì)樣品進(jìn)行光泵浦，通過光源定位導(dǎo)入光子，使樣品激發(fā)光致發(fā)光；利用反射鏡收集樣品電致發(fā)光的光子與光致發(fā)光的光子，再通過光路送入光柵分光儀中，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行電致發(fā)光和光致發(fā)光性質(zhì)的復(fù)合檢測(cè)。對(duì)于研究光子作用的激發(fā)和探針注入載流子的激發(fā)的機(jī)理和應(yīng)用有重要作用。
文檔編號(hào)G01N21/63GK102680433SQ20121011306
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者黃偉其 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)