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2025-01-10 17:02:23超快納米成像解析低維材料結(jié)構(gòu): “超快納米成像解析低維材料結(jié)構(gòu)”是一種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，它利用超快成像技術(shù)，以納米級的分辨率捕捉低維材料（如二維材料、納米線等）的動態(tài)結(jié)構(gòu)變化。該技術(shù)能夠?qū)崟r解析材料在光、電、熱等外部刺激下的結(jié)構(gòu)演變，揭示其獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)。通過這一技術(shù)，科研人員可以深入探究低維材料的性能機(jī)理，為新材料的設(shè)計和開發(fā)提供重要依據(jù)，推動納米科技和相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。

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【直播】【睿涉者·前沿科學(xué)論壇-大師講】Markus Raschke教授：超快納米成像解析低維材料結(jié)構(gòu)、耦合和動力學(xué)的奇異現(xiàn)象

本論壇也特別成立了專家委員會，由國內(nèi)頂尖的科研院所專家組成，每一期將由委員會組織邀請領(lǐng)域內(nèi)專家講解最新實(shí)驗(yàn)技術(shù)、研究成果，與廣大研究人員共同探索前沿科學(xué)。

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2022-10-03
超快納米成像解析低維材料結(jié)構(gòu) 耦合和動力學(xué)的奇異現(xiàn)象

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超快納米成像解析低維材料結(jié)構(gòu)問答

2024-12-19 15:54:42極譜儀結(jié)構(gòu)復(fù)雜嗎？有沒有詳細(xì)的結(jié)構(gòu)解析？: 極譜儀作為一種常用于分析化學(xué)和物理實(shí)驗(yàn)中的儀器，廣泛應(yīng)用于電化學(xué)分析、溶液中的溶質(zhì)濃度測定及反應(yīng)機(jī)理研究等領(lǐng)域。本文將詳細(xì)介紹極譜儀的基本結(jié)構(gòu)，幫助讀者深入了解這一儀器的工作原理及其關(guān)鍵組成部分，以便更好地運(yùn)用其在各類實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)勢。通過對極譜儀各個部分的解析，可以為相關(guān)領(lǐng)域的科研人員提供理論支持，幫助提高實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。極譜儀的基本結(jié)構(gòu)極譜儀的核心功能在于通過測量電流與電壓的關(guān)系，分析溶液中的物質(zhì)成分。其結(jié)構(gòu)通常由多個關(guān)鍵組件構(gòu)成，主要包括工作電極、參比電極、輔助電極、電解池、掃描系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等。工作電極工作電極是極譜儀的核心部件之一，負(fù)責(zé)接收從溶液中釋放的電子，并通過電極反應(yīng)進(jìn)行電流的測量。工作電極的材質(zhì)常見的有鉑、金、石墨等，它們具有較高的導(dǎo)電性和較好的化學(xué)穩(wěn)定性，能夠有效避免因電化學(xué)反應(yīng)引起的干擾。參比電極參比電極主要用于提供穩(wěn)定的電位，確保整個測量過程中電位的準(zhǔn)確性與可重復(fù)性。常用的參比電極有銀/氯化銀電極（Ag/AgCl）和飽和甘汞電極（SCE）。參比電極的穩(wěn)定性直接影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性。輔助電極輔助電極通常用來完成電路的閉合，確保工作電極上的電流可以有效流動。與工作電極不同，輔助電極的主要作用是支持電流的傳遞，而不會參與電化學(xué)反應(yīng)。常用的輔助電極材料為鉑或石墨。電解池電解池是容納溶液并進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)的容器。在電解池中，溶液的化學(xué)成分、離子濃度及pH值等因素將直接影響電流的變化和極譜圖的形狀。因此，電解池的設(shè)計和溶液的配制是實(shí)驗(yàn)中非常重要的環(huán)節(jié)。掃描系統(tǒng) 掃描系統(tǒng)通常包括電位掃描儀和電流測量裝置。電位掃描儀負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)工作電極的電位，以實(shí)現(xiàn)對不同電位下的電流變化進(jìn)行監(jiān)測。通過電位的逐步掃描，能夠獲取一系列電流與電位的關(guān)系數(shù)據(jù)，從而繪制出極譜圖。電流測量裝置則負(fù)責(zé)精確記錄電流的變化，并實(shí)時將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)是極譜儀不可或缺的一部分，通常包括計算機(jī)與相關(guān)軟件。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析與處理，能夠幫助科研人員從復(fù)雜的電化學(xué)反應(yīng)中提取出有價值的信息，如物質(zhì)的濃度、反應(yīng)的速率等。極譜儀的工作原理極譜儀的工作原理基于電化學(xué)反應(yīng)原理，尤其是在還原和氧化反應(yīng)中的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)中，工作電極的電位會逐漸改變，當(dāng)電位達(dá)到某一特定值時，溶液中的某些離子會發(fā)生還原或氧化反應(yīng)，產(chǎn)生相應(yīng)的電流。

2023-05-18 16:59:34全共線多功能超快光譜儀與高精度激光掃描顯微鏡，二維材料與超快: 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT MONSTR Sense Technologies是由密歇根大學(xué)研究人員成立的科研設(shè)備制造公司。該公司致力于研發(fā)為半導(dǎo)體研究應(yīng)用而優(yōu)化的超快光譜儀和顯微鏡，突破性的技術(shù)可將光學(xué)器件和射頻電子器件耦合在一起，以穩(wěn)健的方式測量具有干涉精度的光學(xué)信號，真正實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備、一束激光、多種功能。圖1. 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT不僅兼具共振和非共振超快光譜探測，還可以兼容瞬態(tài)吸收光譜（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光譜(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多維相干光譜探測(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。開創(chuàng)性的全共線光路設(shè)計，使其可以與該公司研發(fā)的高精度激光掃描顯微鏡（NESSIE）聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)超高分辨超快光譜顯微成像。全共線多功能超快光譜儀的開發(fā)也充分考慮了用戶的使用體驗(yàn)，系統(tǒng)軟件可自動調(diào)控參數(shù)，光路自動對齊、無需校正等特點(diǎn)都使得它簡單易用。全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT主要技術(shù)參數(shù)：高精度激光掃描顯微鏡NESSIE MONSTR Sense Technologies的高精度激光掃描顯微鏡NESSIE可用入射激光快速掃描樣品，在幾秒鐘內(nèi)就能獲得高光譜圖像。該設(shè)備可適配不同高度的樣品臺和低溫光學(xué)恒溫器，物鏡高度最多可變化5英寸，大樣品尺寸同樣適用。NESSIE顯微鏡是具有獨(dú)立功能，可以與幾乎任何基于激光測量與高分辨率成像的設(shè)備集成在一起，也非常適合與該公司研發(fā)的全共線多功能超快光譜儀集成。圖2. 高精度激光掃描顯微鏡NESSIE 高精度激光掃描顯微鏡-NESSIE的輸入信號為單個激光光束，輸出信號為樣品探測點(diǎn)收集的單個反向傳播光束，這樣的光路設(shè)計確保了反傳播信號在掃描圖像時不會相對于輸入光束漂移，因而非常適用于激光的實(shí)驗(yàn)中的成像顯微鏡系統(tǒng)。圖3. 使用NESSIE在室溫下測量的GaAs量子阱的圖像。a）用相機(jī)測量的白光圖像。b）用調(diào)諧到GaAs帶隙的80MHz激光器（5mW激光輸出）進(jìn)行激光掃描線性反射率測量。c）同時測量的激光掃描四波混頻圖像揭示了影響GaAs層的亞表面缺陷 BIGFOOT+NESSIE應(yīng)用案例：1. 高精度激光掃描顯微鏡用于材料表征美國密歇根大學(xué)課題組通過使用基于非線性四波混頻（FWM）技術(shù)的多維相干光譜MDCS測量先進(jìn)材料的非線性響應(yīng)，利用激子退相和激子壽命來評估先進(jìn)材料的質(zhì)量。課題組使用通過化學(xué)氣相沉積生長的WSe2單分子層作為一個典型的例子來證明這些功能。研究表明，提取材料參數(shù)，如FWM強(qiáng)度、去相時間、激發(fā)態(tài)壽命和暗/局部態(tài)分布，比目前普遍的技術(shù)，包括白光顯微鏡和線性微反射光譜學(xué)，可以更準(zhǔn)確地評估樣品的質(zhì)量。在室溫下實(shí)時使用超快非線性成像具有對先進(jìn)材料和其他材料的快速原位樣品表征的潛力。圖4. (a)通過擬合時域單指數(shù)衰減得到的樣本的去相時間圖，在圖(a)中用三角形標(biāo)記的選定樣本點(diǎn)處的FWM振幅去相曲線【參考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022). 2.二維材料中激子相互作用和耦合的成像研究過渡金屬二鹵代化合物（TMDs）是量子信息科學(xué)和相關(guān)器件領(lǐng)域非常有潛力的材料。在TMD單分子層中，去相時間和非均勻性是任何量子信息應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)。在TMD異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，耦合強(qiáng)度和層間激子壽命也是值得關(guān)注的參數(shù)。通常，TMD材料研究中的許多演示只能在樣本上的特定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，這對應(yīng)用的可拓展性提出了挑戰(zhàn)。美國密歇根大學(xué)課題組使用了多維相干成像光譜（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 簡稱MDCS），闡明了MoSe2單分子層的基礎(chǔ)物理性質(zhì)——包括去相、不均勻性和應(yīng)變，并確定了量子信息的應(yīng)用前景。此外，課題組將同樣的技術(shù)應(yīng)用于MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究。盡管存在顯著的應(yīng)變和電介質(zhì)環(huán)境變化，但相干和非相干耦合和層間激子壽命在整個樣品中大多是穩(wěn)健的。圖5. （a）hBN封裝的MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的白光圖像。（b）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在圖（a）中的標(biāo)記的三個不同樣本點(diǎn)處的低功率低溫MDCS光譜。（c）圖（b）中所示的四個峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混頻積分圖。（d）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的MoSe2共振能量圖。（e）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的WSe2共振能量圖。（f）所有采樣點(diǎn)的MoSe2共振能量與WSe2共振能量【參考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022) 3. 摻雜MoSe2單層中吸引和排斥極化子的量子動力學(xué)研究當(dāng)可移動的雜質(zhì)被引入并耦合到費(fèi)米海時，就形成了被稱為費(fèi)米極化子的新準(zhǔn)粒子。費(fèi)米極化子問題有兩個有趣但截然不同的機(jī)制： (i)吸引極化子（AP）分支與配對現(xiàn)象有關(guān)，跨越從BCS超流到分子的玻色-愛因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），這是斯通納流動鐵磁性的物理基礎(chǔ)。二維系統(tǒng)中的費(fèi)米極化子的研究中，許多關(guān)于其性質(zhì)的問題和爭論仍然存在。黃迪教授課題組使用了Monstr Sense公司的全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT研究了摻雜的MoSe2單分子層。課題組發(fā)現(xiàn)觀測到的AP-RP能量分裂和吸引極化子的量子動力學(xué)與極化子理論的預(yù)測一致。隨著摻雜密度的增加，吸引極化子的量子退相保持不變，表明準(zhǔn)粒子穩(wěn)定，而排斥極化子的退相率幾乎呈二次增長。費(fèi)米極化子的動力學(xué)對于理解導(dǎo)致其形成的成對和磁不穩(wěn)定性至關(guān)重要。圖6. 單層MoSe2在不同柵極電壓下的單量子重相位振幅譜【參考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)

2023-05-26 11:43:55全共線多功能超快光譜儀與高精度激光掃描顯微鏡，二維材料與超快光學(xué)實(shí)驗(yàn)必備！: 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOTMONSTR Sense Technologies是由密歇根大學(xué)研究人員成立的科研設(shè)備制造公司。該公司致力于研發(fā)為半導(dǎo)體研究應(yīng)用而優(yōu)化的超快光譜儀和顯微鏡，突破性的技術(shù)可將光學(xué)器件和射頻電子器件耦合在一起，以穩(wěn)健的方式測量具有干涉精度的光學(xué)信號，真正實(shí)現(xiàn)一套設(shè)備、一束激光、多種功能。圖1. 全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT不僅兼具共振和非共振超快光譜探測，還可以兼容瞬態(tài)吸收光譜（Transient absorption (TAS)）、相干拉曼光譜(Coherent Raman Spectroscopy (CRS))、多維相干光譜探測(Multidimensional Coherent Spectroscopy (MDCS))。開創(chuàng)性的全共線光路設(shè)計，使其可以與該公司研發(fā)的高精度激光掃描顯微鏡（NESSIE）聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)超高分辨超快光譜顯微成像。全共線多功能超快光譜儀的開發(fā)也充分考慮了用戶的使用體驗(yàn)，系統(tǒng)軟件可自動調(diào)控參數(shù)，光路自動對齊、無需校正等特點(diǎn)都使得它簡單易用。全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT主要技術(shù)參數(shù)：若您對設(shè)備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！高精度激光掃描顯微鏡NESSIEMONSTR Sense Technologies的高精度激光掃描顯微鏡NESSIE可用入射激光快速掃描樣品，在幾秒鐘內(nèi)就能獲得高光譜圖像。該設(shè)備可適配不同高度的樣品臺和低溫光學(xué)恒溫器，物鏡高度最多可變化5英寸，大樣品尺寸同樣適用。NESSIE顯微鏡是具有獨(dú)立功能，可以與幾乎任何基于激光測量與高分辨率成像的設(shè)備集成在一起，也非常適合與該公司研發(fā)的全共線多功能超快光譜儀集成。圖2. 高精度激光掃描顯微鏡NESSIE高精度激光掃描顯微鏡-NESSIE的輸入信號為單個激光光束，輸出信號為樣品探測點(diǎn)收集的單個反向傳播光束，這樣的光路設(shè)計確保了反傳播信號在掃描圖像時不會相對于輸入光束漂移，因而非常適用于激光的實(shí)驗(yàn)中的成像顯微鏡系統(tǒng)。圖3. 使用NESSIE在室溫下測量的GaAs量子阱的圖像。a）用相機(jī)測量的白光圖像。b）用調(diào)諧到GaAs帶隙的80MHz激光器（5mW激光輸出）進(jìn)行激光掃描線性反射率測量。c）同時測量的激光掃描四波混頻圖像揭示了影響GaAs層的亞表面缺陷若您對設(shè)備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！BIGFOOT+NESSIE應(yīng)用案例：01高精度激光掃描顯微鏡用于材料表征美國密歇根大學(xué)課題組通過使用基于非線性四波混頻（FWM）技術(shù)的多維相干光譜MDCS測量先進(jìn)材料的非線性響應(yīng)，利用激子退相和激子壽命來評估先進(jìn)材料的質(zhì)量。課題組使用通過化學(xué)氣相沉積生長的WSe2單分子層作為一個典型的例子來證明這些功能。研究表明，提取材料參數(shù)，如FWM強(qiáng)度、去相時間、激發(fā)態(tài)壽命和暗/局部態(tài)分布，比目前普遍的技術(shù)，包括白光顯微鏡和線性微反射光譜學(xué)，可以更準(zhǔn)確地評估樣品的質(zhì)量。在室溫下實(shí)時使用超快非線性成像具有對先進(jìn)材料和其他材料的快速原位樣品表征的潛力。圖4. (a)通過擬合時域單指數(shù)衰減得到的樣本的去相時間圖，在圖(a)中用三角形標(biāo)記的選定樣本點(diǎn)處的FWM振幅去相曲線【參考】Eric Martin, et al; Rapid multiplex ultrafast nonlinear microscopy for material characterization. Optics Express 30, 45008 (2022).02二維材料中激子相互作用和耦合的成像研究過渡金屬二鹵代化合物（TMDs）是量子信息科學(xué)和相關(guān)器件領(lǐng)域非常有潛力的材料。在TMD單分子層中，去相時間和非均勻性是任何量子信息應(yīng)用的關(guān)鍵參數(shù)。在TMD異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，耦合強(qiáng)度和層間激子壽命也是值得關(guān)注的參數(shù)。通常，TMD材料研究中的許多演示只能在樣本上的特定點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，這對應(yīng)用的可拓展性提出了挑戰(zhàn)。美國密歇根大學(xué)課題組使用了多維相干成像光譜（Multi-dimensional coherent spectroscopy, 簡稱MDCS），闡明了MoSe2單分子層的基礎(chǔ)物理性質(zhì)——包括去相、不均勻性和應(yīng)變，并確定了量子信息的應(yīng)用前景。此外，課題組將同樣的技術(shù)應(yīng)用于MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)研究。盡管存在顯著的應(yīng)變和電介質(zhì)環(huán)境變化，但相干和非相干耦合和層間激子壽命在整個樣品中大多是穩(wěn)健的。圖5. （a）hBN封裝的MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的白光圖像。（b）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在圖（a）中的標(biāo)記的三個不同樣本點(diǎn)處的低功率低溫MDCS光譜。（c）圖（b）中所示的四個峰值的FWM(Four-Wave Mixing)四波混頻積分圖。（d）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)上的MoSe2共振能量圖。（e）MoSe2/WSe2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的WSe2共振能量圖。（f）所有采樣點(diǎn)的MoSe2共振能量與WSe2共振能量【參考】Eric Martin, et al; Imaging dynamic exciton interactions and coupling in transition metal dichalcogenides, J. Chem. Phys. 156, 214704 (2022)03摻雜MoSe2單層中吸引和排斥極化子的量子動力學(xué)研究當(dāng)可移動的雜質(zhì)被引入并耦合到費(fèi)米海時，就形成了被稱為費(fèi)米極化子的新準(zhǔn)粒子。費(fèi)米極化子問題有兩個有趣但截然不同的機(jī)制：(i)吸引極化子（AP）分支與配對現(xiàn)象有關(guān)，跨越從BCS超流到分子的玻色-愛因斯坦凝聚；（ii）排斥分支（RP），這是斯通納流動鐵磁性的物理基礎(chǔ)。二維系統(tǒng)中的費(fèi)米極化子的研究中，許多關(guān)于其性質(zhì)的問題和爭論仍然存在。美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校李曉勤教授課題組使用了Monstr Sense公司的全共線多功能超快光譜儀BIGFOOT研究了摻雜的MoSe2單分子層。課題組發(fā)現(xiàn)觀測到的AP-RP能量分裂和吸引極化子的量子動力學(xué)與極化子理論的預(yù)測一致。隨著摻雜密度的增加，吸引極化子的量子退相保持不變，表明準(zhǔn)粒子穩(wěn)定，而排斥極化子的退相率幾乎呈二次增長。費(fèi)米極化子的動力學(xué)研究對于理解導(dǎo)致其形成的配對和磁不穩(wěn)定性至關(guān)重要。圖6. 單層MoSe2在不同柵極電壓下的單量子重相位振幅譜【參考】Di HUANG, et al; Quantum Dynamics of Attractive and Repulsive Polarons in a Doped MoSe2 Monolayer, PHYSICAL REVIEW X 13, 011029 (2023)若您對設(shè)備有任何問題，歡迎掃碼咨詢！

2023-06-20 08:56:56熱重分析儀：解析材料質(zhì)量的神秘黑匣子: 熱重分析儀是一種重要的分析儀器，用于測量材料在特定溫度范圍內(nèi)的質(zhì)量變化。本文將詳細(xì)介紹熱重分析儀的工作原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域以及未來發(fā)展趨勢，帶您深入了解這個神秘的“黑匣子”。一、熱重分析儀的工作原理熱重分析儀主要由加熱系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、溫度控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)組成。在測試過程中，樣品被放置在加熱系統(tǒng)內(nèi)，通過溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行升溫。同時，稱重系統(tǒng)監(jiān)測樣品的質(zhì)量變化，并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行分析。通過測量樣品質(zhì)量隨溫度的變化，熱重分析儀能夠揭示材料的熱穩(wěn)定性和動力學(xué)行為等信息。上海和晟 HS-TGA-101 熱重分析儀二、熱重分析儀的技術(shù)特點(diǎn)高靈敏度：熱重分析儀的稱重系統(tǒng)能夠精確測量樣品質(zhì)量的變化，為材料的微量分析和檢測提供了高靈敏度的解決方案。寬溫度范圍：熱重分析儀的加熱系統(tǒng)能夠滿足不同材料在寬溫度范圍內(nèi)的測試需求，從低溫到高溫都能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的溫度控制。多樣化功能：熱重分析儀除了常規(guī)的熱重分析外，還具備差熱分析（DTA）、差示掃描量熱（DSC）等功能，可對材料進(jìn)行全面的性能評估。自動化操作：熱重分析儀實(shí)現(xiàn)了自動化操作，不僅提高了測試效率，還能減少人為操作帶來的誤差，保證測試結(jié)果的準(zhǔn)確性。三、熱重分析儀的應(yīng)用領(lǐng)域熱重分析儀在眾多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，如材料科學(xué)、化學(xué)工業(yè)、生物醫(yī)藥、環(huán)境監(jiān)測等。在材料科學(xué)領(lǐng)域，熱重分析儀常用于研究高分子材料、陶瓷材料、金屬材料等的質(zhì)量變化行為。在化學(xué)工業(yè)領(lǐng)域，它可用于優(yōu)化生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，熱重分析儀可用于研究生物材料的穩(wěn)定性、分解行為等。此外，熱重分析儀還可用于環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，如研究大氣中污染物的質(zhì)量變化等。四、未來發(fā)展趨勢隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，熱重分析儀將朝著高精度、高效率、智能化和多功能化方向發(fā)展。例如，熱重分析儀將進(jìn)一步提高溫度控制和稱重系統(tǒng)的精度，以滿足更高要求的材料性能評估。同時，結(jié)合新型的傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)和人工智能技術(shù)，熱重分析儀將更加智能化，提高測試效率和準(zhǔn)確性。此外，熱重分析儀還將朝著多功能化方向發(fā)展，集成多種測試功能于一身，滿足用戶多樣化的測試需求?？傊?，熱重分析儀作為一種重要的分析儀器，已經(jīng)在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，熱重分析儀將不斷發(fā)展創(chuàng)新，為用戶提供更加高效、智能和多功能的測試解決方案。

2023-07-25 10:40:14半導(dǎo)體和鈣鈦礦材料的高光譜（顯微）成像: 目前在光伏業(yè)界，正在進(jìn)行一項(xiàng)重大努力，以提高光伏和發(fā)光應(yīng)用中所用半導(dǎo)體的效率并降低相關(guān)成本。這就需要探索和開發(fā)新的制造和合成方法，以獲得更均勻、缺陷更少的材料。無論是電致還是光致發(fā)光，都是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要工具。通過發(fā)光可以深入了解薄膜內(nèi)部發(fā)生的重組過程，而無需通過對完整器件的多層電荷提取來解決復(fù)雜問題。HERA高光譜照相機(jī)是繪制半導(dǎo)體光譜成像的理想設(shè)備，因?yàn)樗軌蚩焖?、定量地繪制半導(dǎo)體發(fā)射光譜圖，且具有高空間分辨率和高光譜分辨率的特性。硅太陽能電池的電致發(fā)光光譜成像光伏設(shè)備中的缺陷會導(dǎo)致光伏產(chǎn)生的載流子發(fā)生重組，阻礙其提取并降低電池效率。電致發(fā)光光譜成像可以揭示這些有害缺陷的位置和性質(zhì)。"反向"驅(qū)動太陽能電池（即施加電流）會產(chǎn)生電致發(fā)光，因?yàn)檩d流子在電極上被注入并在有源層中重新結(jié)合。在理想的電池中，所有載流子都會發(fā)生帶間重組，這在硅中會產(chǎn)生1100 nm附近的光（效率非常低）。然而，晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷會產(chǎn)生其他不利的重組途徑。雖然這些過程通常被稱為"非輻射"重組，但偶爾也會產(chǎn)生光子，其能量通常低于帶間發(fā)射。捕獲這些非常罕見的光子可以了解缺陷的能量和分布。在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用了HERA SWIR (900-1700 nm)，它非常適合測量硅發(fā)光衰減。測量裝置如圖1所示：HERA安裝在三腳架上，在太陽能電池上方，連接到一個10A的電源。640×512像素的傳感器安裝在樣品上方75厘米處，空間分辨率約為250微米。圖1. 實(shí)驗(yàn)裝置最重要的是，HERA光學(xué)系統(tǒng)沒有輸入狹縫，因此光通量非常高，是測量極微弱光發(fā)射的理想選擇。圖2.A和2.B顯示了兩個波長的電致發(fā)光（EL）圖像：1150 nm（帶間發(fā)射）和1600 nm（缺陷發(fā)射），這是4次掃描的平均值（總采集時間：5分鐘）。通過分析這些圖像，我們可以看到，盡管缺陷區(qū)域的亮度遠(yuǎn)低于主發(fā)射區(qū)域，但它們?nèi)员磺逦胤直娉鰜?。此外，具有?qiáng)缺陷發(fā)射的區(qū)域的帶間發(fā)射相對較弱。我們可以注意到有幾個區(qū)域在兩個波長下都是很暗的；這可能是由于樣品在運(yùn)輸過程中損壞了電池造成的。圖2.C中以對數(shù)標(biāo)尺顯示了小方塊感興趣區(qū)域（圖2A和2B中所示）的光譜。圖 2.A 和 B：兩個選定波長（1150 nm 和 1600 nm）的電致發(fā)光（EL）圖像。C：A和B中三個不同區(qū)域?qū)?yīng)的電致發(fā)光光譜（圖像中的彩色方框）。金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜的光致發(fā)光顯微研究通過旋涂等技術(shù)含量低、成本效益高的方法，可以制造出非常高效的太陽能電池和LED。這些方法面臨的一個挑戰(zhàn)是在微觀長度的尺度上保持均勻的成分。光致發(fā)光顯微鏡是表征這種不均勻性的一個特別強(qiáng)大的工具。HERA高光譜相機(jī)可以連接到任何顯微鏡（正置或倒置）的c-mount相機(jī)端口，并直接開始采集高光譜數(shù)據(jù)，無需任何校準(zhǔn)程序。圖3. 與尼康LV100直立顯微鏡連接的HERA VIS-NIR。在本實(shí)驗(yàn)中，我們使用HERA VIS-NIR（400-1000 nm）耦合到尼康LV100直立顯微鏡（圖3）來表征兩種鹵化物前驅(qū)體合金的帶隙分布。將兩種鹵化物前驅(qū)體合金化的優(yōu)點(diǎn)是能夠調(diào)整材料的帶隙；然而，這兩種成分經(jīng)常會發(fā)生逆混合，從而導(dǎo)致性能損失。本實(shí)驗(yàn)的目的是檢測這種逆混合現(xiàn)象：事實(shí)上，混合比的局部變化會改變局部帶隙，從而導(dǎo)致發(fā)射不同能量的光子。在這種配置中，激發(fā)光來自汞燈，通過帶通濾光片在350 nm處進(jìn)行濾光，并通過發(fā)射路徑上的二向色鏡將其從相機(jī)中濾除。HERA的高通量使其能夠在大約1分鐘的測量時間內(nèi)收集完整的數(shù)據(jù)立方體（130萬個光譜）。圖4.樣品的光譜綜合強(qiáng)度圖（A：全尺寸；B：放大）。圖4.A和4.B分別顯示了所有波長（400-1000 nm）總集成信號的全尺寸和放大圖像，揭示了長度尺度在1 μm左右的明亮特征。當(dāng)我們比較亮區(qū)和暗區(qū)的光譜時（圖5.B中的黑色和紅色曲線），我們發(fā)現(xiàn)暗區(qū)實(shí)際上也有發(fā)射，不僅強(qiáng)度較低，而且波長中心比亮區(qū)短。事實(shí)上，光譜具有雙峰形狀，很可能與逆混合前驅(qū)體的發(fā)射相對應(yīng)。圖5.A的發(fā)射圖清楚地顯示了帶隙的這種變化。我們現(xiàn)在可以理解為什么低帶隙區(qū)域看起來更亮了--載流子可能從高帶隙區(qū)域弛豫到那里，并且在發(fā)生輻射重組之前無法返回。圖5.A：顯示平均發(fā)射波長的強(qiáng)度圖。B：亮區(qū)和暗區(qū)的發(fā)射光譜（正?；?。東隆科技作為NIREOS國內(nèi)總代理公司，在技術(shù)、服務(wù)、價格上都具有優(yōu)勢。如果您有任何產(chǎn)品相關(guān)的問題，歡迎隨時來電垂詢，我們將為您提供專業(yè)的技術(shù)支持與產(chǎn)品服務(wù)。