[發(fā)明專利]一種掃描電鏡的半導體納米線光致發(fā)光特性原位表征系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011140864.5
• 申請日: 2020-10-22
• 公開（公告）號: CN112268885B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 曲鈞天;張震
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N23/2251
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

1.一種掃描電鏡的半導體納米線光致發(fā)光特性原位表征系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由以下各部分組成：

掃描電子顯微鏡，掃描電鏡真空腔，405nm半導體激光器，405nm帶通濾光鏡，空氣部分激光激勵光纖：100μm紫外/可見光PMMA密封多模光纖，真空部分激光激勵光纖：100μm紫外/可見光拋磨多模裸光纖，空氣部分熒光檢測光纖：100μm紫外/可見光PMMA密封多模光纖，真空部分熒光檢測光纖：100μm紫外/可見光拋磨多模裸光纖，納米定位平臺，2個光纖適配器，425nm長通濾光鏡，高精度光譜儀，空氣/真空連接端口；

其中，2個光纖適配器的特征在于:可以將真空部分激光激勵光纖和真空部分熒光檢測光纖穩(wěn)定地固定在納米定位平臺上，光纖適配器的前端彎曲金屬管具有0-90度可調(diào)的彎曲角度，可以滿足不同的激光照射角度和熒光檢測角度需求，光纖適配器由以下各部分組成：

光纖管夾具，光纖管夾具旋緊孔，納米定位平臺夾具，固定孔，前端彎曲金屬管，光纖末端；

其中，在掃描電鏡真空腔內(nèi)將真空部分激光激勵光纖和真空部分熒光檢測光纖集成在納米定位平臺上的方法如下：

1)利用3D打印熔融沉積方法制造光纖適配器主體部分光纖管夾具和納米定位平臺夾具；

2)將真空部分激光激勵光纖和真空部分熒光檢測光纖分別穿入柔性管中，起到保護光纖的作用；

3)將柔性管穿入光纖管夾具并通過光纖管夾具旋緊孔用螺絲旋緊；

4)通過固定孔將光纖管夾具固定在納米定位平臺夾具上；

5)將納米定位平臺夾具夾持在納米定位平臺的納米定位桿上；

6)在光纖管夾具前端插入前端彎曲金屬管，內(nèi)徑150μm，用于多模光纖的彎曲角度調(diào)整，調(diào)整范圍0-90度；

7)最后將真空部分激光激勵光纖和真空部分熒光檢測光纖分別穿過前端彎曲金屬管，露出光纖末端用于激光激勵和熒光檢測；

其中，空氣/真空連接端口結(jié)構(gòu)特征在于：提供了空氣部分激光激勵光纖、空氣部分熒光檢測光纖和真空部分激光激勵光纖、真空部分熒光檢測光纖的連接接口，并提供了穩(wěn)定的空氣/真空光信號傳輸路徑，空氣/真空連接端口由以下各部分組成：

掃描電鏡真空腔密封端口，空氣部分光纖SMA接口，真空部分光纖SMA接口，光纖耦合器，真空泄氣孔；

其中，該掃描電鏡半導體納米線光致發(fā)光特性原位表征系統(tǒng)各組成部分的集成方法如下：

1)首先在掃描電鏡真空腔內(nèi)部嵌入納米定位平臺；

2)將405nm半導體激光器輸出連接空氣部分激光激勵光纖并導入405nm帶通濾光鏡；

3)405nm帶通濾光鏡輸出連接到空氣/真空連接端口的空氣部分光纖SMA接口上，通過該端口將激光信號導入掃描電鏡真空腔內(nèi)；

4)隨后將真空部分激光激勵光纖連接到端口另一側(cè)的真空部分光纖SMA接口；

5)通過光纖適配器固定于納米定位平臺上，完成激光激勵子系統(tǒng)搭建；

6)隨后將真空部分熒光檢測光纖通過光纖適配器固定于納米定位平臺上，另一端連接真空部分光纖SMA接口；

7)通過空氣/真空連接端口將檢測到的半導體納米線熒光信號導出掃描電鏡真空腔；

8)將連接端口另一側(cè)的空氣部分光纖SMA接口連接空氣部分熒光檢測光纖，隨后將光信號導入425nm長通濾光鏡；

9)最后將425nm長通濾光鏡輸出信號連接高精度光譜儀進行熒光光譜分析，完成熒光檢測子系統(tǒng)搭建。