[發(fā)明專利]一種二維材料光/電性能測試系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011558084.2
• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112666126B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樊鶴紅;王少凱;孫小菡;王俊嘉;柏寧豐;劉旭;董納;沈長圣
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01R27/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 吳旭

1.一種二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，包括：電參數(shù)檢測模組、光參數(shù)檢測模組、旋轉(zhuǎn)載物臺、溫控模組、電極載玻片以及數(shù)據(jù)處理模塊；

所述電極載玻片的主體為透明絕緣介質(zhì)，在所述透明絕緣介質(zhì)上表面固定若干薄膜電極，用于承載被測二維材料以便對電阻/電導(dǎo)率和/或復(fù)折射率和/或介電常數(shù)和/或光電導(dǎo)率進(jìn)行測試；

所述電極載玻片設(shè)置在旋轉(zhuǎn)載物臺上；

所述電參數(shù)檢測模組包括電源模塊和電信號檢測模塊，所述電源模塊用于向所述電極載玻片的薄膜電極提供所多路電流/電壓源，所述電信號檢測模塊用于從所述電極載玻片的薄膜電極采集電流/電壓數(shù)據(jù)；

所述光參數(shù)檢測模組包括光源模塊、光路模塊、光檢測模塊，所述光源模塊用于發(fā)出檢測光，并經(jīng)所述光路模塊照射到所述電極載玻片表面，所述光檢測模塊用于采集電極載玻片反射并經(jīng)光路模塊輸出的光；所述光源模塊還用于光電導(dǎo)率測試的光源；

所述溫控模組用于對所述電極載玻片進(jìn)行加熱/制冷控制；

所述電參數(shù)檢測模組和光參數(shù)檢測模組均連接所述數(shù)據(jù)處理模塊；

所述電極載玻片上的薄膜電極分成多個不同的測試區(qū)域，對應(yīng)不同尺寸的待測二維材料，和/或不同的測試方法，所述測試方法包括用二探針法電阻/電導(dǎo)率測試法、四探針法電阻/電導(dǎo)率測試法對電性能參數(shù)進(jìn)行測試。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，在所述電極載玻片的透明絕緣介質(zhì)下表面也設(shè)有薄膜電極并與上表面的薄膜電極相連，在所述電極載玻片上表面的中央設(shè)置微型電池，所述微型電池用于向所述透明絕緣介質(zhì)的上表面薄膜電極和下表面薄膜電極之間提供電壓，來改變二維材料測試過程中的垂直電場強度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述二探針法電阻/電導(dǎo)率測試區(qū)域的薄膜電極為環(huán)形或扇環(huán)形。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述光參數(shù)檢測模組中，所述光源模塊包括單波長光源，所述光路模塊包括光環(huán)形器、單模光纖和單模錐形光纖，所述光檢測模塊包括分區(qū)光檢測器；所述單波長光源通過第一單模光纖與光環(huán)形器第一端口連接，光環(huán)形器第二端口與末端為錐形的單模錐形光纖相連，所述單模錐形光纖的末端垂直于所述電極載玻片表面；所述光環(huán)形器的第三端口與第二單模光纖相連，第二單模光纖的末端與分區(qū)光檢測器垂直相對，并使輸出光斑中心與所述分區(qū)光檢測器的分區(qū)中心重合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)載物臺包括載物臺臺面或吸盤。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控模組包括用于進(jìn)行非接觸式加熱的光源或微波產(chǎn)生模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二維材料光電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)載物臺包括電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)或手動驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)載物臺包括驅(qū)動所述載物臺臺面上下運動的升降桿，所述溫控模組包括設(shè)置在載物臺臺面下方的接觸式加熱/制冷模塊。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二維材料光/電性能測試系統(tǒng)，其特征在于，所述溫控模組包括固定在所述電極載玻片下表面或載物臺臺面上的接觸式加熱/制冷模塊。