[实用新型]一种基于电致发光的电荷行为实时观测评估设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及电致发光测试领域，特别是一种基于电致发光的电荷行为实时观测评估设备。

背景技术

电致发光(Electroluminescence-EL)是聚合物受电激发后，发生于其表现或内部电子转移过程中，将电能直接转换成光能的现象。电致发光常常被用于研究材料表面或内部陷阱特性，电荷存贮能力和输运特性，以及聚合物的结构转变和分子运动的重要工具。电致发光包含激发、能量传输和复合发光三个主要过程。当材料处于一定的电场分布下，材料内部载流子的速度及能量的分布将发生变化，包括：载流子注入(电子和空穴分别从阴极和阳极注入)、载流子传输(注入的电子和空穴在有机层内传输)、载流子复合与激子形成(迁移的电子和空穴相遇复合形成激子)、激子迁移，以及激子衰减过程，以上这些行为都可以通过其电致发光强度及光谱特性来进行表征。

现有电致发光测量设备，主要用于研究不同聚合物电致发光性能，通过外施电压作用在材料表面，基于材料内部载流子跃迁形成光子发射，来探究材料发光特性。然而，其并无法揭露电场作用下载流子在材料表面及内部的注入、抽出以及复合等过程，而该过程对于绝缘材料运行在特定场强下的老化性能及绝缘稳定性至关重要。本实用新型能够通过电致发光测量的方法，分别施加直流及交流电压作用，对作用下载流子在材料表面及内部的注入、抽出以及复合等过程提供研究手段。

实用新型内容

本申请提供一种高场表面陷阱评估系统，以解决现有的陷阱能级测量设备对于厚度偏厚的不易裁剪材料而言，通常仅能够得到低场下的陷阱能级分布，无法获悉其陷阱特性在高场下的变化规律的问题。

本申请实施例提供一种基于电致发光的电荷行为实时观测评估设备，所述设备包括：

暗室、真空系统、电极系统、单色仪、光电计算器、PD传感器、高压电源、示波器、计算机、样品室以及石英玻璃观察窗；

所述真空系统、所述单色仪、所述光电计算器、所述PD传感器以及所述样品室设置于所述暗室的内部；所述高压电源、所述示波器以及所述计算机设置于所述暗室的外部；

所述电极系统设置于所述样品室内部，所述真空系统与所述样品室连通，所述电极系统上设置有用于放置样品的试样槽；

所述石英玻璃观察窗设置于所述样品室的侧壁，所述单色仪设置于所述样品室的一侧，所述单色仪与所述石英玻璃观察窗相对设置；

所述光电计算器的一端与所述单色仪连接，所述光电计算器的另一端与所述计算机连接；

所述PD传感器的一端与所述样品室的连接，所述PD传感器的另一端与所述示波器连接，所述示波器与所述计算机连接；

所述样品室内设置有高压引线，所述高压引线一端与所述电极系统连接，另一端伸出于所述样品室的外部与所述高压电源连接。

可选的，所述真空系统的真空度为1×10-5Pa～1×10-3Pa。

可选的，所述光电计算器包括光电倍增管和光子计数器。

可选的，所述样品与所述样品室内壁之间的距离小于3cm。

可选的，所述单色仪的测量范围与所述光电计算器相适应，所述单色仪的测量范围为300nm～800nm，所述单色仪的分辨率小于5nm，所述单色仪的重复误差小于1nm。

可选的，所述光电计算器的暗噪声均值小于20cps，最小测量值小于3×10-17W。

可选的，所述高压引线伸出于所述样品室的部分外围设置有高压套管。

可选的，所述高压引线与所述高压电源之间串接有保护电阻。

可选的，所述PD传感器为光电集成电场传感器。

可选的，所述样品室的耐受极限真空度为10-5Pa，工作真空度为1×10-4Pa。