华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心
学校主页 | English

开放运行

Opening

实验系统

当前位置: 首页 > 开放运行 > 实验系统 > 正文

C112实验站

发布日期:2017-06-28    作者:     来源:     点击:

C112实验站于2016年5月开始系统搭建,其定位是结合脉冲强磁场、角度分辨光谱系统对各类新奇半导体微纳结构及其潜在器件应用进行多方位的研究。

1.设备介绍

1)动量分辨显微光谱系统

传统的光谱学系统对待测光信号只进行能量(波长)的解析,即:其对待测样品的研究是在能量空间进行的。然而,对于半导体材料,尤其是各种新兴半导体微纳结构而言,其往往有着自己独特的能带结构,这些能带结构对其光学及电学性能起着至关重要的作用。此外,载流子在能带上的分布同样蕴含着丰富的物理过程。从动量空间上对半导体进行研究,无论是从基础研究的角度,还是器件应用的角度,均有着重要意义。因此,我们自行设计、搭建了一套具备动量空间分辨能力的显微光谱系统。该系统可以同时从动量空间、能量空间、实空间等多个维度对半导体材料进行光谱分析。该系统已于20169月搭建完毕并正常运行。

2)平顶脉冲磁体

对于光谱测量而言,光谱的信噪比正比于探测器的曝光时间。然而,由于脉冲磁体的磁场是随时间快速变化的,为保证每张光谱采集时间内磁场的变化幅度不太大,光谱的曝光时间被压缩得很短(通常在1ms左右)。这就导致探测器的曝光时间不足,导致光谱的信噪比严重下降,对后期的数据分析带来很大的困扰。此外,对很多发光强度弱的样品,短曝光时间往往意味着无法探测它们在脉冲强磁场条件下的光谱响应。为解决这些问题,我们计划采用平顶脉冲磁体,平顶宽度预计达到100ms左右。此外,为解决光纤导光的局限性,我们计划对该磁体采用常温、宽孔的设计,从而可将激发光、样品的信号光经由空间自由导进、导出磁体。该磁体预计将于2017下半年制造完毕并投入使用。

2.主要仪器设备参数

1)动量分辨显微光谱系统

光谱探测范围:300 nm ~ 1700 nm

光谱分辨率:0.025 nm

实空间分辨率:~ 100 nm

温度范围:77 ~ 300 K

2) 平顶脉冲磁体(搭建中)

最大场强:50 T

平顶宽度:~ 100 ms

有效孔径:27 mm

3)光源

I. 355 nm紫外脉冲激光器:线宽0.1 nm,重复频率100 – 100 kHz连续可调,脉冲宽度15 ns @ 30 kHz),平均功率 3W @ 30 kHz

II. 405 nm半导体连续激光器:线宽0.1 nm,功率 200 mW

III. 532 nm半导体激光器:线宽0.01 nm,功率 300 mW

IV. 白光源:波长范围350 nm – 2500 nm

3.联系人

周伟航