背景技术及优势

表面光电压是固体表面的光生伏特效应爱游戏手机官网下载，是光致电子跃迁的结果爱游戏手机官网下载。

1876年，W.GAdam就发现了这一光致电子跃迁现象;

1948年才将这一光生伏特效应作为光谱检测技术应用于半导体材料的特征参数和表面特性研究上爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，这种光谱技术称为表面电压技术（Surface Photovoltaic Technique爱游戏手机官网下载，简称SPV）或表面光电压谱（Surface Photovoltaic Spectroscopy，简称SPS）。表面光电压技术是一种研究 半导体特征参数的极佳途径爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，这种方法是通过对材料光致表面电压的改变进行分析来获得相关信息的爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载。

1970年，表面光伏研究获得重大突破爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，美国麻省理工学院Gates教授的研究小组在用低于禁带宽度能量的光照射CdS表面时，历史性的第一次获得入射光波长与表面光电压的谱图，以此来确定表面态的能级，从而形成了表面光电压这一新的研究测试手段爱游戏手机官网下载。

SPV技术是最灵敏的固体表面性质研究的方法之一爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，其特点是操作简单、再现性好爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、不污染样品爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，不破坏样品形貌爱游戏手机官网下载，因而被广泛应用于解析光电材料光生电荷行为的研究中。

SPV技术所检测的信息主要是样品表层（一般为几十纳米）的性质，因此不受基底或本体的影响，这对光敏表面的性质及界面电子转移过程的研究显然很重要爱游戏手机官网下载。由于表面电压技术的原理是基于检测由入射光诱导的表面电荷的变化，其检测灵敏度很高爱游戏手机官网下载，而借助场诱导表面光电压谱技术可以用来测定半导体的导电类型（特别是有机半导体的导电类型）、半导体表面参数爱游戏手机官网下载，研究纳米晶体材料的光电特性爱游戏手机官网下载，了解半导体光激发电荷分离和电荷转移过程爱游戏手机官网下载，实现半导体的谱带解释爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，并为研究符合体系的光敏过程和光致界面电荷转移过程提供可行性方法爱游戏手机官网下载。

由于SPV技术的诸多优点爱游戏手机官网下载，SPV技术得到了广泛的应用爱游戏手机官网下载，尤其是今年来随着激光光源的应用爱游戏手机官网下载、微弱信号检测水平的提高和计算机技术的进展，SPV技术应用的范围得到了很大的扩展爱游戏手机官网下载。

主要应用

半导体材料的光生电压性能的测试分析爱游戏手机官网下载、可开展光催化等方面的机理研究，应用于太阳能电池爱游戏手机官网下载、光解水制氢等方面的研究爱游戏手机官网下载，可用于研究光生电荷的性质爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，如：光生电荷扩散方向爱游戏手机官网下载；解析光生电荷属性等。主要代表材料有TiO2、ZnO、CdS爱游戏手机官网下载、GaAs、CdTe爱游戏手机官网下载、CdSe等爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载。

表面光电压谱的技术参数:
1)光电压谱测量：最小电压>10nV爱游戏手机官网下载；功能材料的光电性质，可开展光催化等方面的机理研究；
2)光电流谱测量：最小电流>10 pA爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；研究功能材料光电流性质，可应用于太阳能电池爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、光解水制氢等方面的研究爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
3)光伏相位谱分析：相检测范围：-180°至+180°爱游戏手机官网下载；可用于研究光生电荷的性质爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，如：光生电荷扩散方向爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；解析光生电荷属性等爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
4)表面光电压爱游戏手机官网下载、光电流、相位谱分析的光谱波长范围：200-1600nm爱游戏手机官网下载，可以全光谱连续扫描爱游戏手机官网下载，光谱分辨率0.1nm爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，波长准确度±0.1nm爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
5)可以实现任意定波长下，不同强度光照下的表面光电压爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、光电流爱游戏手机官网下载、相位谱分析爱游戏手机官网下载，实现光谱分析的多元化爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
6)光路设计一体化爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、所有光路均在暗室中或封闭光路中进行，无外界杂光干扰爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
7)光源配置：氙灯光源（200/300-1100nm）爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；卤素灯光源（400-1600nm）；氘灯光源（190-400nm）爱游戏手机官网下载；
8)氙灯光源500W，点光源（2-6mm）爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，可以实现变焦爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，实现软件反控调节光的输入功率爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，可以实现250W-500W连续可调爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，USB接口控制爱游戏手机官网下载，完成5）的测试分析爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
9)单色仪：出入口可平行或垂直，焦距300mm，相对孔径：F/4.8爱游戏手机官网下载，光学结构：非对称水平Czerny-Tuner光路爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，光栅面积55*55mm爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，最小步距0.0023nm爱游戏手机官网下载，光谱范围200-1600nm；
10)配置全自动6档滤光片轮，消除各种杂散光尤其>600nm,标配滤光片3片爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，范围185-1600nm；
11)锁相放大器（斯坦福）：
        a.mHz-102.4kHz频率范围爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
        b.大于100dB动态存储；
        c.5ppm/oC的稳定性爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
        d.0.01度相位分辨率爱游戏手机官网下载；
        e.时间常数10us-30ks；
        f.同步参考源信号爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；
        g.GPIB及RS232接口爱游戏手机官网下载；
        h.9转25串口线爱游戏手机官网下载；
        i.USB转232串口线
12)斩波器（斯坦福）:
        a.具有电压控制输入，四位数字频率显示爱游戏手机官网下载，十段频率控制，和两种可选工作模式的参考输出爱游戏手机官网下载；
        b.4Hz—3.7kHz斩波频率；
        c.单光束和双光束调制爱游戏手机官网下载；
        d.低相位抖动频和差频参考信号输出；
        e.USB转232串口线；
13)专用控制软件，数据记载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，数据保存爱游戏手机官网下载，应用于表面光电压谱的数据反馈，可以反控单色仪爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、锁相放大器（SR810爱游戏手机官网下载、SR830爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、7265爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载、7225）爱游戏手机官网下载、斩波器爱游戏手机官网下载、光源爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，根据需求自行修改参数爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载，可根据需求进行源数据导出；
14)主要配件：  

        a.光学导轨及滑块爱游戏手机官网下载；
        b.封闭的光学光路系统爱游戏手机官网下载；
        c.标准的光学暗室；
        d.光电压及光电流池；
        e.外电场调系统爱游戏手机官网下载；
        f.电流-电压转换器爱游戏手机官网下载；
        g.计算机（选配）爱游戏手机官网下载；
        h.光学平台（选配）爱游戏手机官网下载。

                    表面光电压谱的测量方法示意图

（1.氙灯光源爱游戏手机官网下载；2.单色仪爱游戏手机官网下载；3.斩波器（斯坦福）爱游戏手机官网下载；4.汇聚透镜；5.反射镜爱游戏手机官网下载爱游戏手机官网下载；6频率调制光爱游戏手机官网下载；7锁相放大器（斯坦福）；8计算机含控制软件）

                     SPV表面光电压谱 样品池结构及数据分析

                    SPC表面光电流谱 样品池结构及数据分析

Scheme of thesurface photovoltage (SPV) setup applied for the measurements on multilayered sample of CdTe and CdSe NCs. Excitons are created upon light excitation, which diffuse through the structure and may reach andbecome separated at the type II CdTe/CdSe interface. The random diffusionof separated charges creates an electric field measured as the SPV signal U by two transparent outer FTO electrodes in a capacitor arrangement.