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华南师范大学光电子材料与技术研究所 » 实验室建设 » 实验室简介 »

 

光电子材料与技术研究所设有光电子材料与器件研发超净室,其实验室目前主要有GaN基纳米线器件,紫外LEDOLED,量子点发光,ZnO纳米线期间,钙钛矿太阳能电池等研究方向。超净室实验设备齐全,包含生长设备,观察设备,测试设备,清洗设备等,其代表设备如下:


1、PECVD   

                                 

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PECVD ( Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition ) 是等离子体增强化学气相沉积系统的简称,是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,在局部形成等离子体,在基片上沉积出所期望的薄膜。主要包括计算机控制系统、气路系统、真空系统、加热系统、压力控制系统、RF电源、RF匹配网络推周系统、安全保护系统以及反应腔等。其优点在于基本温度低;沉积速率快;成膜质量好,针孔较少,不易龟裂;缺点是1.设备投资大、成本高,对气体的纯度要求高;2.涂层过程中产生的剧烈噪音、强光辐射、有害气体、金属蒸汽粉尘等对人体有害;3.对小孔孔径内表面难以涂层等。4.沉积之后产生的尾气不易处理等。

 

2、OLED450B高真空多源蒸发沉积系统


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该沉积系统放置在手套箱内在高真空条件下,通过加热材料的方法,在衬底上沉积各种化合物,混合物单层或多层膜。主要用于有机半导体材料物理化学性质研究实验、有机半导体器件的原理研究实验及OLED实验研究。主要包括热蒸发镀膜室、微机型电阻-电离复合真空计、热蒸发源、真空系统、样品沉积转台、控制系统、烘烤照明系统、监测预警报系统等。

 

3、DM2500M型材料显微镜


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DM2500M型材料显微镜是德国Leica公司2005年推出的产品,是一种用于材料分析简单可靠的显微镜。光学设计上采用HC无限远轴向、晶向双重色差矫正光学技术,消除杂散光等干扰因素。整个光学系统内对涉及成像质量的所有组件进行最优化组合得到锐利的图像同时追求高分辨率。

 

4、芯片综合测试仪


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芯片光色电参数综合测试仪由LED光色电特性分析系统和LED芯片测试平台组成。专用芯片测量平台由样品台、三维探针架、光强测量支架、显微镜和电路控制盒等部分构成,光强测量选用CIE-A条件,光纤耦合,能够快速平稳地点亮各种LED芯片,配合光谱测试系统即可测量芯片的各种光电色参数。具有测量参数分档显示功能,方便与各种分光分色测试机配套。


5、XP-2型台阶仪


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XP-2台阶仪可用于测量轮廓、台阶高度、膜厚、薄膜应力,用于控制各种薄膜的生长工艺,是物理、表面、材料、光电子器件、半导体器件、薄膜工艺、厚膜工艺、光学元件及系统的必备表征方法。XP-2台阶仪带有极低接触力选件、大尺寸真空吸样台、大范围自动二维自动台阶、光学变焦系统、薄膜应力测试软件等,放上样品后所有操作由鼠标点击软件界面实现,无需手的动作或操作按钮。


6、KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪


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KDY-1型四探针电阻率/方阻测试仪是用来测量半导体材料(主要是硅单晶、锗单晶、硅片)电阻率,以及扩散层、外延层、ITO导电薄膜、导电橡胶方块电阻的测量仪器。它主要由电气测量部份(简称:主机)、测试架及四探针头组成。其特点是主机配置双数字表,在测量电阻率的同时,另一块数字表(以万分之几的精度)适时监测全程的电流变化,免除了测量电流/测量电阻率的转换,更及时掌控测量电流。主机还提供精度为0.05%的恒流源,使测量电流高度稳定。本机配有恒流源开关,在测量某些薄层材料时,可免除探针尖与被测材料之间接触火花的发生,更好地保护膜。


7、太阳能薄膜电池测试(CROWNTCCH


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该系统可以测试各种光电器件,包括p-n节和染料敏化太阳能电池(DSSCs)。 
系统中包括光源,单色仪,滤光片,和光学模块,用以在光电器件上形成辐射,同时一个偏置光也会被加在器件上,用来模拟最终使用条件。计算机连接单色仪,数据采集设备,完成信号转换,校准,保存测试数据,并生成报告。不同的系统包含不同的配置,并且有不各种不同的选项配置。
1.预选的太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试标准配置 
2.简单灵活的太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试软件 
3.各种光源作为选项以满足不同的测试要求 
4. Stanford光学斩波器和锁相放大器保证高信噪比 
5.经权威部门校准过的标准探测器 
6.太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试夹具。

 该系统可以测试各种太阳能电池、探测器、光电转换器件的IPCE/QE/量子效率/光谱响应。系统中集成了最优的测试部件,可以出色的完成太阳能电池(光电材料)IPCE/QE/量子效率/光谱响应测试,满足用户的不同测试要求。


8、金相显微镜 (苏州松下WV-GP470)


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金相显微镜主要是用于观察金属内部组织结构的重要光学仪器,是铸造原成品材料分析和机械加工来料检验以及成品组织缺陷分析的主要实验仪器。金相显微镜适用的领域十分广泛。比如倒置金相显微镜还可以用于观察零件表面喷涂后的裂纹,污杂;正置反射金相显微镜可以广泛应用于电子、化工和仪器仪表行业观察不透明的物质。如金属陶瓷、集成电路、电子芯片、印刷电路板、液晶板、太阳能硅片绒面、纤维、镀涂层以及其它非金属材料等,对一些表面状况进行研究分析等工作。反射金相显微镜也适合医药、农林、公安、学校、科研等部门作观察分析用。 


9、金属有机物化学气相沉积系统(MOCVD Thomas Swan)


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MOCVD是以Ⅲ族、Ⅱ族元素的有机化合物和V、Ⅵ族元素的氢化物等作为晶体生长源材料,以热分解反应方式在衬底上进行气相外延,生长各种Ⅲ-V族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压或低压(10-100Torr)下通H2的冷壁石英(不锈钢)反应室中进行,衬底温度为500-1200℃,用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方),H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。

因为MOCVD生长使用的源是易燃、易爆、毒性很大的物质,并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。通常要考虑系统密封性,流量、温度控制要精确,组分变换要迅速,系统要紧凑等。MOCVD包括源供给系统 、气体输运和流量控制系统、反应室及温度控制系统、尾气处理及安全防护报警系统、自动操作及电控系统。 


10、电热鼓风干燥箱(上海一恒)


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采用电加热方式进行鼓风循环干燥试验,鼓风干燥就是通过循环风机吹出热风,保证箱内温度平衡,是一种常用的仪器设备,主要用来干燥样品,也可以提供实验所需的温度环境。干燥箱应用于化工,医药,铸造,汽车,食品,机械等各个行业。采用微电脑P.I.D温度控制器具有超温偏差保护、数字显示、控温精确可靠,带有定时功能。鼓风干燥箱箱体外采用优质钢板,工作室采用镜面不锈钢氩弧焊制作而成,造型大方、新颖、美观。热风循环系统由能在高温下连续运转的合适风道和风机组成,提高工作室内温度均匀。可以从控温面板上调节箱内排气量和进风的大小。采用新型的合成硅密封条,能长期高温运行,便于更换,使用寿命长。


11、真空气氛管式炉(低温管式炉和高温管式炉)【合肥日新高温技术有限公司】


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CVD(Z)系列真空气氛管式炉专门设计用于中温CVD工艺。如石墨烯制备、ZnO纳米结构的可控生长、氮化硅渡膜、陶瓷基片导电率测试、陶瓷电容器(MLCC)气氛烧结等等。 窑炉采用氧化铝纤维制品隔热、保温,加热元件采用进口KTL电阻丝;选用99刚玉管作为炉膛; 系统可预抽真空,气体采用质量流量计控制。控温仪表选用日本进口40段程序控温仪,其具有P、I、D参数自整定和人工修订功能,同时具有超温、欠温、断偶等断电报警保护功能,任何一种报警一旦产生系统会立即切断动力电源。以防止温控系统失效时产品过烧。


12、多功能微波等离子体实验装置

 

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自然界中物质的形态除了固、液、气三种形态之外,还存在第四态,即等离子体状态。等离子体的产生过程为:固体物质在受热的情况下熔化成液体,液体进一步受热后变成气体,气体进一步受热后,中性的原子和分子电离成离子和电子,形成等离子体。由于等离子体中含有大量具有高能量的活性基团,这使得等离子体能够参与或发生许多不同的化学或物理反应。由微波源、真空系统、供气系统、冷却水系统、微波传输及微波谐振腔组成;由微波源产生的频率为2.45GHz的微波,沿矩形波导管传输,经过调整短路活塞,最后在水冷谐振腔反应室内激励气体形成轴对称的等离子体球。

   可开设的实验: 在基材(如硅片)上完成微波等离子体化学气相沉积法制备各种功能薄膜材料(如BN薄膜、金刚石薄膜、氮化碳薄膜等)、微波等离子体刻蚀加工实验、材料表面改性、微波等离子体清洗材料表面、微波等离子体化学合成等实验;适合大学物理、材料、化学等领域的学生实验及教师科学研究。培养学生掌握等离子体技术的应用。本装置需另配光学显微镜、超声波清洗机、气源。随机配备基材、金刚石微粉。


13、紫外分光光度仪


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紫外分光光度计,就是根据物质的吸收光谱研究物质的成分、结构和物质间相互作用的有效手段。紫外分光光度计可以在紫外可见光区任意选择不同波长的光。物质的吸收光谱就是物质中的分子和原子吸收了入射光中的某些特定波长的光能量,相应地发生了分子振动能级跃迁和电子能级跃迁的结果。由于各种物质具有各自不同的分子 、原子和不同的分子空间结构,其吸收光能量的情况也就不会相同,因此,每种物质就有其特有的、固定的吸收光谱曲线,可根据吸收光谱上的某些特征波长处的吸光度的高低判别或测定该物质的含量。


14、去离子纯水设备


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去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为:“去离子水完全或不完全地去除离子物质。”现在的工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中的阴离子阳离子,但水中仍然存在可溶性的有机物,可以污染离子交换柱从而降低其功效,去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。



15、光刻机



光刻机掩模对准曝光机,曝光系统,光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻,所以叫 Mask Alignment System.一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。Photolithography(光刻) 意思是用光来制作一个图形(工艺);在硅片表面匀胶,然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。


16、电子束蒸发台


电子束蒸发台用于电子束蒸发法,电子束蒸发法是真空蒸发镀膜的一种,是在真空条件下利用电子束进行直接加热蒸发材料,使蒸发材料气化并向基板输运,在基底上凝结形成薄膜的方法。在电子束加热装置中,被加热的物质放置于水冷的柑涡中,可避免蒸发材料与柑祸壁发生反应影响薄膜的质量,因此,电子束蒸发沉积法可以制备高纯薄膜,同时在同一蒸发沉积装置中可以安置多个增祸,实现同时或分别蒸发,沉积多种不同的物质。通过电子束蒸发,任何材料都可以被蒸发,不同材料需要采用不同类型的增竭以获得所要达到的蒸发率。


17、超声波金丝球焊机


超声波金丝球焊机是针对发光二极管、中小型功率三极管、集成电路及特殊设计半导体等电子器件进行内部引线焊接所设计的专业设备。

焊接过程全部采用微电脑程序化控制,焊头部分的上下运动、位移及焊接工作台的运动均采用步进电机驱动、精密导轨和螺杆传动,确保焊机动作灵活、定位准确、速度快,使之适用于半导体器件内部引线的焊接。焊接时间、瞄准时间、焊接功率及照明灯亮度等调节旋钮位于左面板,焊接温度、打火强度、焊接压力、弧形设定及焊接模式等调节旋钮位于右面板,可针对不同焊接材料调整相应参数,各指示简洁明了,调整方便,简单调节即可达到最佳焊接状态,极大地提升了工作效率。各参数调整采用精密电位器,输出稳定可靠,保证金丝烧球和焊接质量稳定可靠、一致性好。焊机还设有烧球不成功、支架过片到位等声音报警装置,使操作控制更简单明了。


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18、高真空电阻蒸发镀膜机 ZHD400


真空蒸发镀膜法(简称真空蒸镀)是在真空室中,加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料,使其原子或分子从表面气化逸出,形成蒸汽流,入射到固体(称为衬底或基片)表面,凝结形成固态薄膜的方法。ZHD400蒸镀机兼容有机/无机蒸发,可实现多元分蒸或共蒸获得多层膜、复合膜,性能稳定,尤其温控有机蒸发源不仅角度可调,均匀性好,同时可通过进口膜厚仪联动控制实现速率精确控制、掺杂;样品台可升降调整源-基片距离,有效节约贵重材料,降低实验成本。


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