一种铁电薄膜材料的上转换实时可逆动态同步测试装置

技术领域

本发明涉及测试技术领域，特别涉及一种铁电薄膜材料的上转换实时可逆动态同步测试装置。

背景技术

随着化石燃料的逐渐枯竭以及其带来的环境不断恶化，科研工作者对太阳能源的开发与应用更加关注。太阳能电池作为太阳能重要应用之一，其所用半导体材料大多因禁带宽带大而在近红外没有响应，这大大阻碍了太阳能电池效率的提升。针对该问题，国内外研究人员尝试用稀土离子掺杂的上转换光学特性，将近红外光转换为可见光后被半导体材料吸收。迄今围绕该思路的研究越来越多。

上转换铁电薄膜材料中的稀土离子与半导体之间结合紧密，即使是非辐射传能也更高效，而又可能发生非辐射传能，这更有利于稀土离子传能给半导体材料。

由于铁电性能调控上转换发光性能的机理不清楚，为更好的理清铁电上转换转能机理。急需一台铁电上转换同步设备来研究铁电特性调控上转换发光及增强上转换转换效率。

因此，针对上转换铁电薄膜材料的性能研究至关重要。针对上转换铁电薄膜材料的性能，就需要一种能够对其进行性能测试的工具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铁电材料的上转换实时可逆动态同步测试装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种铁电材料的上转换实时可逆动态同步测试装置，包括：

主机架，主机架上设置有承载待检测样品的载物架；

载物架，提供待测样品的载物工位；

光发射源，设置于主机架内并位于载物架下方，提供由下至上照射于样品上的光源；

光信号采集机构，位于载物架上方，与载物架、光发射源位置对应，用于采集透过待测样品的光信号；

光谱分析仪，通过光通道与光信号采集机构连接，对采集的光信号进行光谱分析；

铁电测试仪，通过导线与待测样品连接，测试待测样品的铁电压电性能；

主控器，同时与铁电测试仪、光谱分析仪、光发射源连接，对铁电测试仪、光谱分析仪、光发射源进行控制；

显示器，与主控器连接，用于显示铁电测试仪、光谱分析仪的测试结果。

作为优选，光信号采集机构包括采集架，采集架上具有调节机构，调节机构上设置有采光透镜。

作为优选，还包括电极辅助机构，电极辅助机构具有辅助臂和设置于辅助臂上的探针，铁电测试仪的导线通过探针与待测样品的电极相连。

作为优选，载物架上设置透光的导电载片，待测样品设置于导电载片上，导电载片及待测样品上设置电极。

作为优选，光发射源与载物架之间设置有调光机构，调光机构包括调节机构和设置于调节机构上的调节透镜。

本发明的有益效果是：该装置结构简单，能够通过该装置进行实时动态可逆的检测铁电效应对上转换发光性能的调控，对铁电薄膜转换效率的动态调控。

附图说明

图1给出的是本发明的整体结构示意图。

图2给出的是本发明的局部结构示意图。

图3给出的是本发明的导电载片承载样品的结构示意图。

图中：1主机架，2载物架，3光发射源，4光信号采集机构，5光谱分析仪，6铁电测试仪，7主控器，8显示器，9采集架，10调节机构，11采光透镜，12电极辅助机构，13辅助臂，14探针，15导电载片，16电极，17调光机构，18调节透镜，19显微镜机构。

具体实施方式

现在将进一步细化基于附图所示的代表性实施方案。应当理解，以下描述并非旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的替代形式、修改形式和等同形式。尽管足够详细地描述了这些实施例以使得本领域的技术人员能够实施所述实施例，但应当理解，这些实例不是限制性的，使得可以使用其它实例并且可在不脱离所述实施例的实质和范围的情况下做出相应的修改。

具体的，参考图1、图2和图3，图1-图2给出了一种铁电材料的上转换实时可逆动态同步测试装置，包括主机架、载物架、光发射源、光信号采集机构、光谱分析仪、铁电测试仪、主控器以及显示器。

具体的，各部分的结构以及相互关系如下：

主机架，主机架上设置有承载待检测样品的载物架。

载物架，提供待测样品的载物工位，载物架的载物工位上设置透光的导电载片，如图3所示，待测样品以薄膜的形式设置于导电载片上，导电载片及待测样品上设置电极。

光发射源，设置于主机架内并位于载物架下方，提供由下至上照射于样品上的光源。

光信号采集机构，位于载物架上方，与载物架、光发射源位置对应，用于采集透过待测样品的光信号；光信号采集机构包括采集架，采集架上具有调节机构，调节机构上设置有采光透镜。

光谱分析仪，通过光通道与光信号采集机构连接，对采集的光信号进行光谱分析。

铁电测试仪，通过导线与待测样品连接，测试待测样品的铁电压电性能；还配合设置电极辅助机构，电极辅助机构具有辅助臂和设置于辅助臂上的探针，铁电测试仪的导线通过探针与待测样品的电极相连。同时，在待测样品处设置显微镜机构，用于观察探针在样品上的电极配合情况。

主控器，同时与铁电测试仪、光谱分析仪、光发射源连接，对铁电测试仪、光谱分析仪、光发射源进行控制；主控器用于控制铁电测试仪和光谱分析仪的同步，通过控制二者同步，以进行对待测样品铁电薄膜材料的性能测试。

显示器，与主控器连接，用于显示铁电测试仪、光谱分析仪的测试结果。

光发射源与载物架之间设置有调光机构，调光机构包括调节机构和设置于调节机构上的调节透镜。

首先，在透光的导电载片上制备上转换铁电薄膜，然后在薄膜上和导电载片上制备相应的电极；通过铁电测试仪将电极连接。同时，将光信号采集机构与载物架上的待测样品配合对应，并连接光谱仪。

光谱仪为CCD光谱测试仪，其光谱信息可实时动态显示。而铁电测试是可逆过程，因此可实时动态可逆测试铁电效应与上转换发光性能调控关系。

为达到同步动态可逆实时测试效果。我们由主控器对光谱分析仪和铁电测试仪进行协调控制。从而达到协调测试实时动态可逆测试的目的。

具体的，当铁电测试仪启动铁电测试时，主控器给予光谱分析仪同步的控制信号，由主控器启动光谱仪进行光谱信号采集。这样达到了同步动态实时可逆的测试效果。

为了便于进行解释，上述描述中使用特定命名以提供对所述实施方案的彻底理解。对于本领域技术人员而言显而易见的是，在上述教导内容的基础，还能够进行一定的修改、组合和以及变型。