纳米所重大项目：深紫外扫描近场光电探针系统研制

成果名称

深紫外扫描近场光电探针系统

单位名称

中科院苏州纳米所

联系人

刘争晖

联系邮箱

zhliu2007@sinano.ac.cn

成果成熟度

■正在研发 □已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产

合作方式

□技术转让 □技术入股 □合作开发   ■其他

成果简介：
       本设备在国家自然科学基金委重大科研仪器研制项目（自由申请）的支持下，自2014年起，针对波长200~300    nm的深紫外波段微区光电性质测试分析这样一个难题，研制一套深紫外扫描近场光电探针系统。将深紫外共聚焦光路引入到超高真空扫描探针显微镜系统中，采用音叉反馈的金属探针，在纳米尺度的空间分辨率上实现形貌和紫外波段荧光、光电信号的实时原位测量和综合分析，为深入研究这一光谱范围半导体中光电相互作用的微观物理机制、实现材料的结构和性质及其相互关系的研究提供新的实验系统，目前国内外均未有同类设备见诸报道，为国际首创。该系统中创新性研制的闭环控制低温超高真空原子力显微镜扫描头、波长在200nm-300nm可调谐的深紫外脉冲光源、基于原子力显微镜的深紫外光电压谱测试和分析方法、深紫外近场荧光寿命的高空间分辨测试和分析方法等核心设备和技术均为本项目单位自主研制，具有完全自主知识产权。

应用前景：
       近年来，深紫外，特别是280nm以下日盲波段的半导体探测和发光器件，以其巨大的经济军事应用价值，逐渐成为研究重点。然而，相较于可见光半导体光电器件，深紫外波段半导体光电器件的性能包括光电转换效率、探测灵敏度等距人们的需求还有较大差距。其中一个重要原因是缺乏究深紫外半导体材料中光电相互作用的微观物理机制的有效研究手段。而本设备的研制将极大地丰富超宽带隙半导体材料和器件研究的内涵，推进相关材料和器件的发展。

知识产权及项目获奖情况：
       本设备相关的装置和技术均申请了发明专利保护，其中已获授权11项，已申请尚未获得授权6项，如下所示：
       已授权专利:
       1、一种扫描近场光学显微镜
       2、材料的表面局域电子态的测量装置以及测量方法
       3、半导体材料表面缺陷测量装置及表面缺陷测量方法
       4、材料界面的原位加工测试装置
       5、多层材料的减薄装置及减薄待测样品的方法
       6、界面势垒测量装置及测量界面势垒的方法
       7、导电原子力显微镜的探针以及采用此探针的测量方法
       8、半导体材料测量装置及原位测量界面缺陷分布的方法
       9、材料表面局部光谱测量装置及测量方法
       10、采用原子力显微镜测量样品界面势垒的装置以及方法
       11、制备金属针尖的装置及方法
       已申请未授权专利:
       1、半导体材料表面微区光电响应测量装置及测量方法
       2、一种同时测量表面磁性和表面电势的方法
       3、超高真空样品转移设备及转移方法
       4、用于近场光学显微镜的探针及其制备方法
       5、探针型压力传感器及其制作方法
       6、阴极荧光与电子束诱导感生电流原位采集装置及方法
       此外本设备研制相关软件著作权登记1项：“中科院苏州纳米所原子力显微镜与光谱仪联合控制软件”。