一种薄膜高温光电物性测试装置

摘要

本发明公开了一种薄膜高温光电物性测试装置，其包括温控真空管式炉、样品测试台、温度测量单元、薄膜表面反射光强测量单元、薄膜电阻检测单元和计算机。被测薄膜由温控真空管式炉加热，并立式安置于炉内恒温区内；热电偶置于真空炉内样品附近，实时检测样品温度。激光可从光学窗正入射至炉内的薄膜表面并反射回外部被光电检测模块接收并测量。样品通过测试台上的四金属探针与外部恒流源及纳伏表相连，利用范德堡法由程序自动实现探针快速切换测量并计算薄膜电阻。该系统可以在室温至高温区同步生成薄膜反射光强和电阻随温度变化曲线并计算薄膜的光电相关物性参数，为材料宽温光电物性测量的高可靠性和自动化提供了保证。

主权项

一种薄膜高温光电物性测试装置，其特征在于：包括温控真空管式炉、样品测试台、温度测量单元、薄膜表面反射光强测量单元、薄膜电阻检测单元和计算机；所述温控真空管式炉包括程控加热管式炉和用以对此程控加热管式炉抽真空的真空泵，此程控加热管式炉包括程控式加热炉体和置于此程控式加热炉体内的两端呈开口状的石英管，此石英管的第一端开口装设有具有透明光学窗的第一密封法兰，此石英管的第二端开口装设有具有电极输出端的第二密封法兰；所述样品测试台置于所述石英管内的恒温区，所述样品测试台上设置有四根金属探针，薄膜样品安装于样品测试台上且被测表面朝向所述石英管的第一端开口，此四根金属探针分别与薄膜样品的被测表面的四个角区边界附近相接触；所述温度测量单元包括热电偶和温度转换表头，所述热电偶的测量端置于所述石英管内位于所述薄膜样品附近，所述热电偶的冷端电连接至所述第二密封法兰的电极输出端，所述温度转换表头通过所述第二密封法兰的电极输出端与所述热电偶的冷端进行电连接；所述薄膜表面反射光强测量单元包括激光器、半透半反棱镜、第一聚焦透镜、所述透明光学窗、第二聚焦透镜、滤光片和光电检测模块，所述激光器、所述半透半反棱镜、所述第一聚焦透镜和所述透明光学窗沿入射光路依次设置，所述透明光学窗、所述第一聚焦透镜、所述半透半反棱镜、所述第二聚焦透镜、所述滤光片和所述光电检测模块沿反射光路依次设置；所述薄膜电阻检测单元采用范德堡法表面电阻测量单元，其包括恒流源、纳伏表、电路切换控制模块和所述四根金属探针，所述电路切换控制模块包括探针输入/输出端切换开关、电流极性切换开关和数据采集/控制单元；所述四根金属探针分别通过高温导线对应电连接至所述第二密封法兰的电极输出端，所述第二密封法兰的电极输出端对应于所述四根金属探针的端口连接至所述探针输入/输出端切换开关的相应输入输出端，所述恒流源的输出端通过所述电流极性切换开关连接至所述探针输入/输出端切换开关的相应输入输出端，所述纳伏表的输入端连接所述探针输入/输出端切换开关的相应输入输出端，所述纳伏表的输出端连接至所述计算机的相应输入端；所述数据采集/控制单元与所述计算机相连接，所述光电检测模块的输出端连接所述数据采集/控制单元的信号采集输入端，所述数据采集/控制单元的选通控制端分别对应连接至所述探针输入/输出端切换开关的控制输入端和所述电流极性切换开关的控制输入端。