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| 品牌 | 泊勛 |
|---|
? 系統概述
RapidView300多功能激光掃描共聚焦熒光成像系統,是一種利用激光精密掃描、時間分辨采集和圖像處理技術獲得材料微納尺度空間內光物理性質的高精密儀器設備,是目前優良的時間分辨熒光分析儀器之一。 其通過搭載高速掃描振鏡,來實現對樣品熒光強度(壽命)的高效采集,僅需要幾秒鐘,即可獲得一幅高質量的熒光強度(壽命)成像圖。并且針對具有長距離載流子遷移特性的樣品,可以通過激發點固定、熒光采集掃描模式即可實現對樣品載流子遷移過程的探測。 本系統亦可與低溫裝置、(瞬態)光電流/光電電壓探測裝置和脈沖電壓裝置等相結合,實現多種外場條件下的熒光動力學探測、高空間分辨的光電流成像、電致發光動力學和成像等多種探測功能。 |
? 核心功能
n 熒光強度(壽命)成像 n 可設置成像掃描速度 n 光斑位置程控可調 n 可調節掃描區域以及放大倍數 n 熒光壽命數據自動擬合 n 可定點激發,觀測載流子擴散 n 可選擇掃描像素點,最高4096x4096 |
? 系統關鍵技術指標 |
激光掃描振鏡模塊參數 | |
進光方式 | 激光光纖輸入,配電控光闌系統 |
掃描成像范圍 | 4096*4096 pix(Max) |
掃描尺寸范圍 | 100 μm × 100 μm |
掃描波長范圍 | 350-900 nm |
掃描速度 | 0.8 s / 幀 |
倒置顯微鏡模塊 | |
物鏡 | 100x, 50x, 10x 空氣鏡(可選配油鏡) |
最高空間分辨率 | ≤260 nm |
穩態光譜檢測模塊 | |
單色儀焦距 | 300 mm |
探測器 | PMT/ CCD |
波長探測范圍 | 300-900 nm |
TCSPC模塊 | |
時間精度 | 7 ps |
光譜檢測范圍 | 350-900 nm |
Bin通道數 | 4096 |
時間窗口 | 5 μs(可拓展長壽命檢測) |
時間分辨率 | ≤70 ps |
最高時間分辨率 | 50 ps |
選配模塊 |
皮秒半導體激光器375/405/440/480/510/635/665/690/850/940/1060 nm |
可選皮秒超連續白光激光器410 nm-2400 nm,配濾波器實現波長可調 |
? 熒光強度成像、熒光壽命成像
熒光強度和熒光壽命成像為本系統基本功能,可對微納尺度樣品或樣品微納空間結構進行快速的激光掃描的共聚焦熒光成像,可同時獲得熒光強度和熒光壽命空間分布信息,列舉核心參數,時間分辨率,空間分辨率等。
ü 實例1
樣品名稱 | MAPbI3 單晶納米片和MAPbI3 納米線 |
物鏡 | 100X |
激發波長 | 405 nm |
成像模式 | 共聚焦掃描成像模式 |

光學明場成像 熒光強度 熒光壽命
ü 實例2
樣品名稱 | 半導體器件 |
物鏡 | 100X |
激發波長 | 500nm(不同變溫環境) |
采集模式 | 單點熒光光譜,熒光壽命采集 |


熒光光譜 熒光壽命
ü 實例3
樣品名稱 | 甲胺鉛碘鈣鈦礦多晶薄膜 |
物鏡 | 100X(油鏡) |
激發波長 | 405 nm |
成像模式 | 共聚焦掃描成像模式 |
|
1、通過分析a到b的熒光強度變化,獲取最高空間分辨率可達 ~260 nm(最高空間分辨率達到衍射極限)。
2、可有效識別鈣鈦礦多晶薄膜中晶粒晶界等復雜結構。
? 載流子遷移動力學成像
針對具有長距離載流子遷移特性的樣品,可以通過激發點固定、熒光采集掃描模式實現樣品載流子遷移過程的探測。
ü 實例1
樣品名稱 | CH3NH3PbI3納米線 |
物鏡 | 100X |
激發波長 | 405nm |
成像模式 | 共聚焦掃描成像模式、載流子遷移成像模式 |


激發固定熒光采集掃描成像圖(時間積分圖) 提取不同位置的熒光動力學曲線

分時成像圖
ü 實例2
樣品名稱 | 鈣鈦礦多晶薄膜 |
物鏡 | 100X |
激發波長 | 405nm |
成像模式 | 共聚焦掃描成像模式、載流子遷移成像模式 |

激發固定熒光采集掃描成像圖(時間積分圖) 定點提取動力學
? 高分辨率QFLS和PLQE成像

鈣鈦礦薄膜準費米能級分裂(QFLS)成像 鈣鈦礦薄膜熒光量子效率(PLQE)成像
PL譜擬合
? 電致發光(EL)強度成像和動力學成像
本熒光成像系統通過結合電脈沖發生器實現樣品(例如LED器件或材料)電致發光(EL)動力學和成像檢測,可以同時兼容熒光強度、熒光壽命和熒光/EL發射譜的檢測。其檢測原理是利用TCSPC技術,實現電脈沖條件下樣品發光的動力學演化過程和EL空間成像。


明場 (電極面) EL強度成像(玻璃面)
ü 實例1
量子點LED器件的EL動力學和成像
樣品名稱 | CdSe / ZnSe / Zns量子點LED器件 |
物鏡 | 4X空氣鏡 |
激發波長 | 405nm |
電壓 | 10V |
脈寬/頻率 | 10us/10KHz |
采集時間 | 28min |
時間精度 | 25ns |
1、通過提取EL動力學,觀測不同微納區域點EL動力學的差別和變化及overshoot等現象
2、通過持續采集EL成像,可實現LED老化過程的觀測
3、可觀測到LED發光層的EL分布情況,發現存在的壞點區域

EL成像 可提取特定位置點(1,2,3,4)EL動力學

EL上升沿動力學 EL下降沿動力學
? 光電流成像
本熒光成像系統通過結合源表(picoammeter) 實現樣品(太陽能電池或光電探測材料)光電流成像,微納空間I-V曲線等采集和成像,可以同時兼容熒光強度、熒光壽命和熒光發射譜的檢測。其檢測原理是聚焦后的激光光斑通過振鏡在樣品上掃描,采集光電流或其他光電參數。
鈣鈦礦電池熒光強度成像 光電流成像(ITO<0.2 mm)
ü 實例1
樣品名稱 | 鈣鈦礦太陽能電池器件 |
物鏡 | 100X油鏡 |
激發波長 | 405nm |
掃描尺寸 | 256*256像素 |
空間分辨率 | 光電流< 500 nm, 熒光:~260nm |
采集時間 | 30min |
掃描模式 | CW(光電流)和脈沖模式(熒光) |
1、可清晰分辨電池晶粒、晶界等空間結構和不同晶粒之間的光電流分布狀況。
2、可兼容采集熒光強度和熒光壽命成像,分析光電流產生機制。

電池性能
器件條件直接成像

大范圍成像
? 調控激發光功率密度測試贗J-V成像

明場照片 PL強度成像 不同點的贗J-V曲線對比

光學PCE 填充因子(Filling factor) 二極管理想因子(Nid) 隱含開路電壓(iVOC) 成像
? 低溫艙內的熒光成像
本熒光成像系統可以和顯微鏡用低溫裝置組合,根據低溫裝置的參數,選配不同工作距離的物鏡,實現熒光信息的高效采集。可進行不同溫度下的熒光強度、熒光壽命、載流子遷移、熒光發射譜等多種成像和數據的采集。
ü 實例1
樣品名稱 | MAPbI3 納米線 |
物鏡 | 100X 空氣鏡 |
激發波長 | 405nm |
掃描模式 | 共聚焦掃描成像模式 |
工作距離 | 6mm |
空間分辨率 | <1um |
1、熒光發射譜展示出鈣鈦礦納米線溫度降低時的相變過程
2、多波長通道成像采集,獲得該納米線不同波長位置的溫度依賴熒光成像

低溫艙內MAPbI3 納米線 不同溫度下的熒光發射譜圖

采集通道1 731-764 nm 低溫相熒光成像集

采集通道2 775-797 nm 高溫(室溫)相熒光成像