測量硅納米柱光電特性的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于半導體納米結(jié)構(gòu)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種測量硅納米柱光電特性的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一維硅納米結(jié)構(gòu)由于其在電子和光電器件領(lǐng)域的潛在應用而越來越受到人們關(guān)注。理論和實驗上的研究均表明當納米柱豎直排列成周期性的有序結(jié)構(gòu)之后，納米柱的吸收光和俘獲電荷的能力都得到提高。硅納米柱陣列的在太陽能電池方面的應用以及提高太陽能電池的效率上受到極大的關(guān)注。目前，已經(jīng)有相當多的關(guān)于納米柱陣列的制備、光電現(xiàn)象的研究，但是對于不同結(jié)構(gòu)的單個納米柱的光電特性的研究還不完善。
[0003]在納米量級上，應用SPM技術(shù)研究納米材料的特性有很大的優(yōu)勢，其中，光電導原子力顯微鏡(Photoconductive Atomic Force Microscopy，PCAFM)技術(shù)以及靜電力顯微鏡(Electrostatic Force Microscopy，EFM)已被用于研究碳納米管、CdSe量子點等納米材料的電荷局域性質(zhì)。而且，EFM在外加交流偏壓時，輸出的相位信號可以直接探測量子點的電極化以及光伏薄膜光誘導的荷電現(xiàn)象。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于，提供一種測量硅納米柱光電特性的裝置，測量單個硅納米柱的光電特性。
[0005]本實用新型提供的測量硅納米柱光電特性的裝置，包括原子力顯微鏡、半導體激光器和固定架；其中:
[0006]所述原子力顯微鏡，包括樣品臺、導電針尖、電流處理模塊和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制導電針尖在樣品臺的上方移動，并記錄電流處理模塊中測得的電信號；
[0007]所述半導體激光器，包括功率調(diào)節(jié)器和光纖；
[0008]所述固定架，包括面板和底座，面板固定于底座上，面板與底座之間的角度可調(diào)節(jié)，面板中心設置一圓孔，光纖穿過圓孔設置于樣品臺的上方，打開半導體激光器之后，光纖在樣品臺表面形成面積小于Imm2的光斑。
[0009]可選的，面板的兩側(cè)面分別設置有調(diào)節(jié)光纖相對樣品臺豎直方向移動的第一微調(diào)旋鈕和相對樣品臺水平方向移動的第二微調(diào)旋鈕。
[0010]可選的，所述原子力顯微鏡還包括CCD成像系統(tǒng)，用于觀察導電針尖和光斑相對于硅納米柱樣品表面的位置。
[0011]可選的，測量硅納米柱光電特性的裝置還包括溫控系統(tǒng)，溫控系統(tǒng)位于樣品臺表面，溫控系統(tǒng)的溫控范圍為-10°c -100°c。
[0012]可選的，原子力顯微鏡的樣品臺和固定架均設置于防震臺上。
[0013]可選的，所述半導體激光器的輸出波長為405nm。
[0014]可選的，所述光纖孔徑為100Mm-200Mm。
[0015]可選的，所述半導體激光器輸出功率的調(diào)節(jié)范圍為0_300mW。
[0016]可選的，娃納米柱陣列的周期為500nm，單個娃納米柱的高度為0.5Mm-l.5Pm,直徑為 100nm-150nm。
[0017]可選的，所述導電針尖為金剛石針尖、SCM-PIT針尖或75EG針尖。
[0018]本實用新型提供測量硅納米柱光電特性的裝置中，包括原子力顯微鏡、半導體激光器和固定架；所述原子力顯微鏡包括樣品臺、導電針尖、電流處理模塊和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制導電針尖在樣品臺的上方移動，并記錄電流處理模塊中測得的電信號；所述半導體激光器包括功率調(diào)節(jié)器和光纖；所述固定架包括面板和底座，面板固定于底座上，面板與底座之間的角度可調(diào)節(jié)，面板中心設置一圓孔，光纖穿過圓孔設置于樣品臺的上方，打開半導體激光器之后，光纖在樣品臺表面形成面積小于Imm2的光斑。本實用新型的測量硅納米柱光電特性的裝置，利用原子力顯微鏡納米量級上的測量優(yōu)勢，得到單個硅納米柱的光電流和局域電荷量與激光功率之間的關(guān)系。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的測量硅納米柱光電特性的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實用新型的硅納米柱樣品的掃描電鏡圖。
[0021]圖3為本實用新型中測量的硅納米柱不同激光功率下電流的曲線。
[0022]圖4為本實用新型中測量的硅納米柱不同激光功率下的局域電荷的曲線。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合示意圖對本實用新型的測量硅納米柱光電特性的裝置進行更詳細的描述，應該理解本領(lǐng)域技術(shù)人員可以修改在此描述的本實用新型，而仍然實現(xiàn)本實用新型的有利效果。因此，下列描述應當被理解為對于本領(lǐng)域技術(shù)人員的廣泛知道，而并不作為對本實用新型的限制。
[0024]需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0025]本實用新型的核心思想在于，提供測量硅納米柱光電特性的裝置中，包括原子力顯微鏡、半導體激光器和固定架；所述原子力顯微鏡包括樣品臺、導電針尖、電流處理模塊和控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)用于控制導電針尖在樣品臺的上方移動，并記錄電流處理模塊中測得的電信號；所述半導體激光器包括功率調(diào)節(jié)器和光纖；所述固定架包括面板和底座，面板固定于底座上，面板與底座之間的角度可調(diào)節(jié)，面板中心設置一圓孔，光纖穿過圓孔設置于樣品臺的上方，打開半導體激光器之后，光纖在樣品臺表面形成面積小于Imm2的光斑。本實用新型的測量硅納米柱光電特性的裝置，利用原子力顯微鏡納米量級上的測量優(yōu)勢，得到單個硅納米柱的光電流和局域電荷量與激光功率之間的關(guān)系。
[0026]下文結(jié)合圖1-圖4對本實用新型的測量半導體納米柱的光電特性的裝置進行具體說明。
[0027]參考圖1所示，本實用新型的測量硅納米柱光電特性的裝置，包括原子力顯微鏡
10、半導體激光器20和固定架30。
[0028]其中，所述原子力顯微鏡10包括樣品臺13、導電針尖11、電流處理模塊12和控制系統(tǒng)14。在測試過程中，將待測的硅納米柱的樣品用導電銅膠粘在鐵片上，放置于樣品臺13上，從而娃納米柱與樣品臺之間實現(xiàn)電連接，導電針尖11位于娃納米柱上方，與娃納米柱之間的距離在控制在納米量級，本實用新型中的硅納米柱樣品的形貌圖參考圖2所示，硅納米柱為采用聚苯乙烯小球作為模板，金屬催化方法刻蝕形成的，硅納米柱陣列的周期為500nm，娃納米柱的高度為0.5Mm-l.5Mm，直徑均為100nm-150nm。電流處理模塊12用于對導電針尖11測得的電信號進行放大等處理，控制系統(tǒng)14用于