Optische Charakterisierung

Optische Charakterisierung

Das Labor für Optische Charakterisierung beschäftigt sich schwerpunktmäßig mit der Materialcharakterisierung von Grundmaterialien für die Leistungs- und Optoelektronik. Aber auch die Weiterentwicklung der Laserinduzierten Fluoreszenz als Methode zur Exploration von Selten-Erd-haltigen Mineralen und Gesteinen bildet ein Themengebiet.

Die umfangreiche Ausstattung erlaubt Photolumineszenz- und Photolumineszenz-Anregungsspektroskopie in einem weiten Spektralbereich, temperatur- und zeitabhängige Untersuchungen sowie auch das ortsaufgelöste Abrastern von planaren Proben wie z.B. Wafern mit einer Ortsauflösung im Bereich 50 µm.

Für die Anregung stehen verschiedene Lasersysteme mit Wellenlängen vom Ultravioletten (325 nm) bis ins nahe Infrarot (2000 nm) zur Verfügung. Eine Besonderheit dabei ist das Superkontinuums-Lasersystem der Firma NKT Photonics, welches lückenfrei kontinuierlich durchstimmbares Laserlicht von unterhalb 500 nm bis zu 2000 nm erzeugt. Weiterhin erlaubt eine monochromator-gekoppelte Plasmalichtquelle Wellenlängen bis hinunter zu 250 nm.

Ein Kryostat mit geschlossenem Helium-Kreislauf bietet weiterhin die Möglichkeit Experimente bei Temperaturen bis hinab zu 15 K durchzuführen.

Die zur Verfügung stehenden Detektoren erlauben in einem weiten Wellenlängenbereich von 200 nm bis 1700 nm hochempfindliche zeitintegrierte und zeitaufgelöste Messungen. Gepulste Anregungslaser, Photomultiplier sowie eine CCD-Kamera mit Bildverstärker bieten die Möglichkeit, transiente Lumineszenzerscheinungen wie z.B. Ladungsträgerlebensdauern bis in den Nanosekunden-Bereich abzubilden.

Als Ergänzung dieser rein optischen Methoden steht eine Anlage zur ortsaufgelösten Bestimmung der mikrowellendetektierten Photoleitfähigkeit (MDP) und deren Transienten zur Verfügung. In Kombination mit elektrischen Charakterisierungssystemen (IV, CV, DLOS, MDP) lassen sich sowohl Volumenhalbleiter-Eigenschaften als auch optisch und elektrisch aktive Defekte im bulk und an dessen Grenzflächen sehr umfassend charakterisieren.

Ausrüstung

  • NKT Photonics SuperK Extreme EXR-15 Superkontinuum Lichtquelle (< 500 bis >2400 nm)
  • NKT Photonics SuperK Varia variabler Bandpassfilter (450-850 nm)
  • NKT Photonics SuperK Select variabler Mehrkanal-Filter (650-2000 nm)
  • Kimmon HeCd-Laser (325 nm, 442 nm)
  • Energetiq EQ-99X lasergetriebene Plasmalichtquelle mit Hyperchromator (Mountain Photonics GmbH)
  • LTB MNL 106-LD Stickstofflaser, gepulst (337 nm)
  • Leybold RDK 10-320 Kryostat (ca. 15 K bis RT)
  • Acton SP2560 Triple-Grating Monochromator (Gitter mit 300-2400 gr/mm für UV-NIR)
  • Princeton Instruments SPEC-10:100BR_eXcelon CCD Kamera (Flüssigstickstoff gekühlt)
  • Princeton Instruments PI-MAX4 CCD-Kamera mit Bildverstärker
  • North Coast / ADC Ge-Detektoren (Flüssigstickstoff gekühlt)
  • Hamamatsu R3896 Photomultiplier (185-900 nm)
  • Hamamatsu H10330C-75 Infrarot-Photomultiplier (950-1700 nm)
  • Freiberg Instruments MDPmap, modifiziert mit UV-Anregung

Detailaufnahmen optische Charakterisierung