【技术实现步骤摘要】
本专利技术提供一种通用型非注入交流电致发光测量系统及其测量方法，属于测量。
技术介绍
1、非注入交流电致发光(ni-acel)的工作原理是通过交变电场作用下形成高场，并通过热碰撞或电离在发光材料内部产生电子激发和发光。目前，常用的电致发光测试系统主要针对注入式电致发光器件如led，而由于机理上的差异导致在ni-acel上无法通用。前面所述的有关于led的瞬态电致发光技术可以反应出电致发光器件的发光时间延迟和拖尾时间(图2)，以及器件内部的载流子注入、传输、累积、俘获以及迁移率等特性，因而被应用于研究直流驱动的注入型电致发光器件的发光过程及原理。显然，这种技术对于利用场致驱动的非注入型器件并不适用(无明显的注入和传输过程，外部电子不直接参与发光)。
2、因此，为了研发一套适用于非注入交流电致发光测试系统，在此之前福州大学的吴教授团队采用了正弦交流驱动的方式实现对非注入式交流发光二极管的测试。当施加偏压的极性反转时，多数载流子的漂移会消除先前的感应场并在交流电压下可以保持其周期性电致发光。因此，可以推断在正弦交流电信号的驱动下，可以取得驱动信号与发光密度之间的联系，并获得器件的发光过程中的滞后延时和电子在反转后周期性间歇的原因等等。
3、然而，仅仅基于正弦驱动下的非注入交流电致发光测量，仅适用于对ni-acel发光性能结果上的分析和研究，而对于新型量子点非注入交流电致发光器件之类不同发光材料的发光机制是完全相同的，无法基于不同发光体系下分析其机制上的差异，以及实际电子的内部阻碍、复合率和偏移性质情况。因此需要
技术实现思路
1、本专利技术提供一种通用型非注入交流电致发光测量系统及其测量方法，通过集成动态可调高压放大器、高频脉冲输出信号发生器、高响应速度光电倍增管和高带宽示波器，在微观尺度下通过交流脉冲信号和正弦信号的电压和频率可调测试电致发光信号；而在宏观尺度上通过正弦/脉冲信号和叠加直流偏置进行比对。
2、具体技术方案为：
3、通用型非注入交流电致发光测量系统，包括最大带宽达1mhz双通道的高压放大器，60mhz以上双通道正弦和脉冲输出频率的信号发生器，1ghz带宽或以上级别双通道或多通道的示波器，高响应速度光电倍增管或者高响应速度雪崩二极管探测器，计算机；
4、高压放大器和信号发生器均采用外部触发模式。首先将提供波形、频率以及一定电压的信号发生器接入到高压放大器的输入端，再将高压放大器(放大电压)的通道1输出端接到示波器通道a。通过调制高压放大器通道1在示波器通道a上得到所需测量脉冲信号后将通道1信号复制到通道2，且各通道1与通道2信号无相对时间延迟，即二者输出信号同步一致。高压放大器的通道2输出端加载到所需测量器件的两端电极上，器件发光由光电倍增管或者雪崩二极管探测器收集并转化成电信号。光电倍增管或者雪崩二极管探测器信号输出接口连接到示波器信号输入通道b，从而将光电信号输出到示波器。示波器选择使用通道a上升沿触发，通道b触发跟随通道a，不另外触发，从而实现脉冲信号与光电信号同步输出。
5、进一步的，所述信号发生器的脉冲宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000v至1000v，脉冲占空比调节范围为1％至99％。并且，信号发生器的正弦宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000v至1000v。
6、所述高压放大器的电压调节范围为0至6000vp-p。
7、通用型非注入交流电致发光测量系统的测量方法，微观尺度下，利用方波脉冲和正弦交流信号观察内部电子的激发和捕获情况；在宏观尺度上，通过正弦信号与直流信号的叠加或与非偏置信号的比对，区分发光中心电子运输过程中的偏移状态、电离状态和缺陷俘获载流子等不同状态。尤其针对非注入电子的内部阻碍、复合率和偏移性质等方面的信息进行测量。
8、所述的通用型非注入交流电致发光测量系统的测量非注入交流电致发光的方法，包括：利用两个或多个高压放大器中的一个高压放大器的第一通道和第二通道同步输出单脉冲信号；利用示波器的第一通道接收方波脉冲或者正弦信号，并利用示波器的第二通道接收由光电倍增管或雪崩二极管探测器通过收集电致发光器件的发光而生成的电信号；以及在示波器上同步显示方波脉冲或者正弦信号和所述电信号。
9、ni-acel对于频率范围有限，当外加频率在发光阈值范围(微秒级)内时，单位时间内发光材料中的电子被热碰撞加速的次数随着外加频率的增加发光亮度增大。但是由于外加电压是交流脉冲信号，随着外加频率超过阈值范围(微秒级)时，脉冲信号的脉宽则减小，从而每次电子被加速的时间也会变短，过热电子的能量则会降低，所以等外加频率增大到一定程度时，脉宽减小引起的发光亮度的改变起主要作用时，发光亮度就会降低，从而随着外加频率的变化会有一个极值存在。
10、本专利技术通过集成动态可调高压放大器、高频正弦和脉冲输出信号发生器、高响应速度光电倍增管和高带宽示波器，输出高频高压的动态交流信号，可通用于目前各类型非注入型交流电致发光器件(ni-acel)发光过程测量。对于利用场致驱动的ni-acel，在微观尺度下，利用变频变压脉冲信号下(不同频率和电压周期)观察ni-acel内部电子的激发和被捕获情况。同时，在宏观尺度上利用正弦信号与直流信号的叠加或者与脉冲信号的比对，区分发光中心电子运输过程的偏移状态、电离状态和介电俘获载流子等不同状态的信息。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，包括高压放大器，信号发生器，示波器，高响应速度光电倍增管或者高响应速度雪崩二极管探测器，计算机；
2.根据权利要求1所述的通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，所述的高压放大器、信号发生器、示波器具体为最大带宽达1MHz双通道的高压放大器，60MHz以上双通道正弦和脉冲输出频率的信号发生器，1GHz带宽或以上级别双通道或多通道的示波器。
3.根据权利要求1所述的通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，所述信号发生器的脉冲宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000V至1000V，脉冲占空比调节范围为1％至99％。并且，信号发生器的正弦宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000V至1000V。
4.根据权利要求1所述的通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，所述高压放大器的电压调节范围为0至6000Vp-p。<...
【技术特征摘要】
1.通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，包括高压放大器，信号发生器，示波器，高响应速度光电倍增管或者高响应速度雪崩二极管探测器，计算机；
2.根据权利要求1所述的通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，所述的高压放大器、信号发生器、示波器具体为最大带宽达1mhz双通道的高压放大器，60mhz以上双通道正弦和脉冲输出频率的信号发生器，1ghz带宽或以上级别双通道或多通道的示波器。
3.根据权利要求1所述的通用型非注入交流电致发光测量系统，其特征在于，所述信号发生器的脉冲宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000v至1000v，脉冲占空比调节范围为1％至99％。并且，信号发生器的正弦宽度调节范围为1ns至10s，脉冲周期长度调节范围为100ns至10s，脉冲循环数调节范围为1至∞，脉冲电压调节范围为-1000v至1000v。
4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：常帅，刘艺彬，董豪杰，刘娜，
申请(专利权)人：深圳北理莫斯科大学，
类型：发明
国别省市：
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