[实用新型]一种纳米尺度光电响应的测量系统

说明书

本实用新型公开了一种纳米尺度光电响应的测量系统，包括激励光源、纳米探针传感器、纳米移动平台和控制模块，所述纳米探针传感器包括纳米悬臂和纳米探针，所述纳米移动平台与纳米悬臂刚性相连，所述控制模块与纳米移动平台连接，所述纳米探针在光电器件上方。本实用新型通过采集光致镜像力的方式测量光电器件的光电响应值，避免了外界噪声产生的影响，极大地提高了测量的灵敏度和空间分辨率，可广泛应用于光电响应测量领域。

技术领域

本实用新型涉及光电响应测量领域，尤其涉及一种纳米尺度光电响应的测量系统。

背景技术

太阳能能源是我国非常重视的一种可再生能源资源发展方式，也是目前工业化最快的新能源。光伏电池已经可以达到足够高的发电效率，但是占地面积过大，并且发电量不够稳定。因此，新型高性能的光电转换等能源转换材料是能量转换器件的核心和原创动力。特别是随着纳米材料技术的发展，基于纳米材料的高效率光电转换技术一直是科学研究的热点。

在信号检测领域，光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量，如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度，以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。随着工业技术的发展，对超限光电传感器的需求越来越大，比如超快速，超高灵敏度光电传感器。由于低维纳米材料具有低噪声，高信噪比等特性，纳米材料光电传感器将主导未来超限光电传感器的发展。

目前，测量纳米材料光电响应的方式有两种，第一种通过采用导电的悬臂梁和探针，扫描采集每个点的表面电势，从而给出表面局部结构的组成和电子状态信息。第二种扫描光电流成像通过采用精密的光学聚焦技术实现很小的光聚集，然后对样品进行逐点扫描，同时测量对应的光响应，是最直接的反应材料宏观的光电性能。但是这种通过电流采集的方式具有如下缺点：纳米级光电器件的光电感应区域都是纳米尺度。由于光电吸收面积小，光电转换效率低等原因，其产生的光电流通常也比较微弱。纳米光电器件的光电流通常也仅仅为纳安(10^-9安)或皮安量级(10^-12安)，因此外界干扰对测量结果的影响十分严重，从而导致信噪比很低，影响了测量精度。另一个缺点是：光学聚焦尺寸在微米量级，逐点扫描之后的空间分辨率仍然在微米量级，无法准确反映纳米材料光电器件的光电响应分布。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的是提出一种纳米尺度光电响应的测量系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种纳米尺度光电响应的测量系统，包括激励光源、纳米探针传感器、纳米移动平台和控制模块，所述纳米探针传感器包括纳米悬臂和纳米探针，所述纳米移动平台与纳米悬臂刚性相连，所述控制模块与纳米移动平台连接，所述纳米探针在光电器件上方。

进一步，所述激励光源采用连续谱光纤激光器。

进一步，所述控制模块包括原子力显微镜。

进一步，所述纳米移动平台内设有多个制动器。

进一步，所述纳米探针的针尖尺寸为1-10纳米。

进一步，所述光电器件包括外部引脚和光敏区域。

本实用新型的有益效果是：一种纳米尺度光电响应的测量系统，包括激励光源、纳米探针传感器、纳米移动平台和控制模块，所述纳米探针传感器包括纳米悬臂和纳米探针，所述纳米移动平台与纳米悬臂刚性相连，所述控制模块与纳米移动平台连接，所述纳米探针在光电器件上方。本实用新型通过采集光致镜像力的方式测量光电器件的光电响应值，避免了外界噪声产生的影响，极大地提高了测量的灵敏度和空间分辨率。

附图说明

图1是实施例中响应测量的系统的工作示意图；