一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，包括：激光器，扩束镜，电极，直流高压电源，皮安表，温度控制仪，N2储藏器，遮光真空器，透镜，光谱仪，光电倍增管，绝缘子，试样。激光器发出的光经过扩束镜使光均匀的照射在试样上：试样两端接高压电源：电极与试样，绝缘子，温度控制仪，N2储藏器依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器中：遮光真空器与光电倍增管经过透镜紧密连接：光电倍增管另一端经光谱仪接地。本发明专利技术的测量装置可以测量光电导与波长的关系，测量电导电流与场强和温度的关系，测量温度与电致发光的关系，还可以对电致发光和电导电流进行联合测量，来分析载流子的输运特性，精度高、测量结果可靠。

A comprehensive measuring device for studying carrier transport characteristics of polymer dielectric materials

The invention discloses a comprehensive measuring device for studying carrier transport characteristics of polymer dielectric materials, including: laser, beam expander, electrode, DC high voltage power supply, picoammeter, temperature controller, N2 storage, shading vacuum, lens, spectrometer, photomultiplier tube, insulator and sample. The light emitted by the laser passes through a beam expander to uniformly irradiate the sample: the sample is connected to a high voltage power supply at both ends: the electrode is closely connected to the sample, the insulator, the temperature controller, and the N2 reservoir in turn, and they are placed in a shading vacuum: the shading vacuum is tightly connected to the photomultiplier tube through a lens: the photomultiplier tube The other end is grounded by spectrometer. The measuring device of the present invention can measure the relationship between photoconductivity and wavelength, the relationship between electric conductivity current and field strength and temperature, the relationship between temperature and electroluminescence, and the joint measurement of electroluminescence and electric conductivity current to analyze the carrier transport characteristics, with high accuracy and reliable measurement results.

【技术实现步骤摘要】
一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置
本专利技术涉及聚合物介质材料载流子输运特性测量
，更具体地，涉及一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置。
技术介绍
电导电流即在电介质内部或多或少存在数量很少的带电粒子，它们在电场作用下（当加上电压后）会不同程度地作定向移动而形成传导电流。对电导电流的研究可以了解到材料内部关于载流子迁移率方面的一些特性，例如载流子的产生和载流子消失等等的一些微观特性。并且电导电流与温度和场强之间都具有一定的相关性，不同的温度和场强都会影响载流子的输运特性，从而影响电导电流。对于电导电流的研究已经具有很长的时间，发展的很成熟，已经得到的广泛的应用。光电导就是指当光照射到材料上时，由于光吸收使材料中形成非平衡载流子(光生载流子)，载流子浓度的增大使其电导率σ增大，所引起的附加电导率称为光电导。光电导效应是光电子器件的基础。光电导效应，又称为光电效应。光电导效应是光照射到某些物体上后，引起其电性能变化的一类光致电改变现象的总称。光电导效应是两种内光电效应中的一种。所谓内光电效应,是指受到光照的半导体的电导率R发生变化或产生光生电动势的现象。其中,由于光照而引起半导体的电导率R发生变化的现象称为光电导效应(photo-conductiveeffects)。当光照射到半导体材料时，材料吸收光子的能量，使非传导态电子变为传导态电子，引起载流子浓度增大，因而导致材料电导率增大。在光线作用下，对于半导体材料吸收了入射光子能量，若光子能量大于或等于半导体材料的禁带宽度，就激发出电子-空穴对，使载流子浓度增加，半导体的导电性增加，阻值减低，这种现象称为光电导效应。半导体材料对光的吸收系数随光的波长而变化，所以光电导具有一定的光谱分布。电致发光（electroluminescent），又可称电场发光，简称EL，是通过加在两电极的电压产生电场，被电场激发的电子碰击发光中心，而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。一般认为是在强电场作用下，电子的能量相应增大，直至远远超过热平衡状态下的电子能量而成为过热电子，这过热电子在运动过程中可以通过碰撞使晶格离化形成电子、空穴对，当这些被离化的电子、空穴对复合或被激发的发光中心回到基态时便发出光来。由此可见不同温度对电致发光是有影响的。不同的影响因素，例如光的波长，温度，场强等都会对聚合物介质材料载流子输运特性产生一定的影响。由于影响因素过多，需要只改变其中一个因素来研究对聚合物介质材料载流子输运特性的影响程度及过程，在实验过程中对材料施加电场还会产生电致发光，等等情况。因此需要一种可以进行多方面联合测量的实验装置。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的本专利技术的测量装置可以测量光电导与波长的关系，也可以测量电导电流与场强和温度的关系，还可以测量温度与电致发光的关系，还可以进行电导电流与电致发光的联合测量，并具有测量精度高、测试结果可靠性高等优点。根据本专利技术的一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，包括：包括：激光器，扩束镜，电极，直流高压电源，皮安表，温度控制仪，N2储藏器，遮光真空器，透镜，光谱仪，光电倍增管，绝缘子，试样，激光器发出的光经过扩束镜可以使光均匀的照射在试样上：试样两端接高压电源：电极与试样，绝缘子，温度控制仪，N2储藏器依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器中：遮光真空器与光电倍增管经过透镜紧密连接：光电倍增管另一端经光谱仪接地。根据本专利技术的一些实例，所述的试样接在高压电源两端，可以实现电导电流与场强的关系的测量。根据本专利技术的一些实例，所述的电极与试样，绝缘子，温度控制仪，N2储藏器依次紧密相连，可以实现电导电流与温度的关系的测量，温度变化范围在-100℃~200℃。根据本专利技术的一些实例，所述的激光器经过扩束镜照射在试样上，改变照射在试样上的光的波长，可以实现光电导与波长的关系的测量。根据本专利技术的一些实例，所述的试样等装置装设在遮光真空器中，遮光真空器与光电倍增管通过透镜连接，可以研究电致发光与温度的关系。根据本专利技术的一些实例，所述的实验装置对试样进行电导电流测试时，材料发光，材料发的光经过光电倍增光和光谱仪可以显示出发光的信息，所以本装置还可以进行电致发光与电导电流的联合测量。。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明图1是根据本专利技术实施例的一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置的整体结构示意图：图1中，1.激光器，2.扩束镜，3.电极，4.直流高压电源，5.皮安表，6.温度控制仪，7.N2储藏器，8.遮光真空器，9.透镜，10.光谱仪，11.光电倍增管，12.绝缘子，13.试样。具体实施方式如图1是本专利技术的结构示意图，一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，包括激光器1，扩束镜2，电极3，直流高压电源4，皮安表5，温度控制仪6，N2储藏器7，遮光真空器8，透镜9，光谱仪10，光电倍增管11，绝缘子12，试样13，激光器1发出的光经过扩束镜2可以使光均匀的照射在试样13上：试样两端接高压电源4和皮安表5：电极3与试样13，绝缘子12，温度控制仪6，N2储藏器7依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器8中：遮光真空器8与光电倍增管11经过透镜9紧密连接：光电倍增管11另一端经光谱仪10接地。如图1所示，激光器经过扩束镜，扩束镜将光均匀的照射在试样上，当在试样两端的电极通过直流电压源加压时会在皮安表上显示电导电流大小，由于试样后紧靠温度控制仪和N2储藏器，可以改变试样上的温度大小，温度可变范围为-100℃~200摄氏度之间。由于试样被施加电压后会电致发光，遮光真空器会屏蔽其他所有光的影响，电致发的光经过透镜照射在光电倍增管上，与光电倍增管相连接的光谱仪会显示出相应的光谱。工作时试样两端接通直流高压电源，在皮安表上显示出相应的电流，通过改变直流高压电源的大小可以研究电场强度与电导电流的关系，由于试样后与温度控制仪和N2储藏器相连接，所以可以改变试样温度，因此还可以研究电导电流与不同温度的关系。在测量电导电流的同时会产生电致发光，由于遮光真空器会屏蔽外界光源的光，所以电致发的光通过透镜照射在光电倍增光上，光电倍增管与光谱仪相连，在光谱仪上会产生相应的光谱，可以实现电导电流与电致发光的联合测量。还可以在改变试样温度的同时可以研究电致发光与温度的关系。由于遮光真空器的存在，会使测量结果更加准确。以上说明对本专利技术而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可以做出修、改变化或等效，但都将落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，其特征是，包括激光器（1），扩束镜（2），电极（3），直流高压电源（4），皮安表（5），温度控制仪（6），N2储藏器（7），遮光真空器（8），透镜（9），光谱仪（10），光电倍增管（11），绝缘子（12），试样（13），激光器（1）发出的光经过扩束镜（2）可以使光均匀的照射在试样（13）上：试样两端接高压电源（4）和皮安表（5）：电极（3）与试样（13），绝缘子（12），温度控制仪（6），N2储藏器（7）依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器（8）中：遮光真空器（8）与光电倍增管（11）经过透镜（9）紧密连接：光电倍增管（11）另一端经光谱仪（10）接地。

【技术特征摘要】
1.一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，其特征是，包括激光器（1），扩束镜（2），电极（3），直流高压电源（4），皮安表（5），温度控制仪（6），N2储藏器（7），遮光真空器（8），透镜（9），光谱仪（10），光电倍增管（11），绝缘子（12），试样（13），激光器（1）发出的光经过扩束镜（2）可以使光均匀的照射在试样（13）上：试样两端接高压电源（4）和皮安表（5）：电极（3）与试样（13），绝缘子（12），温度控制仪（6），N2储藏器（7）依次紧密相连，并把它们放置在遮光真空器（8）中：遮光真空器（8）与光电倍增管（11）经过透镜（9）紧密连接：光电倍增管（11）另一端经光谱仪（10）接地。2.根据权利要求1所述的一种研究聚合物介质材料载流子输运特性综合测量装置，其特征在于，所述试样接在高压电源两端，可以实现电导电流与场强的关系的测量。3.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王暄，姜允鹏，李大伟，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23