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高光譜顯微鏡顯微影像系統|Hyperspectral Microscope|IMA

高光譜顯微鏡IMA可以提供VIS、NIR、SWIR等波長範圍的高光譜顯微影像,可以提供快速的樣品表面大範圍資訊,適合應用於光致螢光(Photoluminecence)、電致發光(Electroluminecence)、螢光、反射率、穿透率的量測。

典型應用:
提供複雜的大面積材料分析,例如太陽能電池與半導體產業品管
研究複雜環境的紅外光譜標靶分析,例如活體細胞與組織
取得暗場(Dark field)影像與未染色細胞或其他透明樣品的高對比影像,例如聚合物、結晶或活體細胞。

 
型號 IMA-VIS IMA-SWIR
光譜範圍 400nm-1000nm 900nm-1620nm
空間解析度 Sub-micron (視物鏡NA值決定繞射極限) Sub-micron (視物鏡NA值決定繞射極限)
偵測器 CCD、EMCCD、sCMOS InGaAs Camera 近紅外波段相機
 
應用範例
鈣鈦礦(Perovskite)太陽能電池電子傳輸層影像分析
在採用PCBM與C60作為鈣鈦礦太陽能電池的電子傳輸層並量測傳輸效率,無論在微米(micron)或者毫米(mm)等級,都可以顯示因為傳輸層的空間分布(Spatial)不均勻導致效率的差異。高光譜顯微影像可以更接近太陽能電池在實際利用的狀況,有助於研究人員了解太陽能電池的效率。
鈣鈦礦(Perovskite)薄膜影像分析
在一個鈣鈦礦的薄膜研究中,針對Wide Band(710nm)與Low Band(765nm)在不同處理時間(10-30分),以及最終達到穩定發光的時間點(180分),取得以405激發後,固定範圍內的影像並進行比較。這個量測方式與相分離結果有助於開發高亮度鈣鈦礦的新合成路徑。
不同製程的鈣鈦礦太陽能電池
比較開放環境RSPP(rapid spray plasma processing)與手套箱中Spin coating鈣鈦礦薄膜的製作方式,可以發現spin coating只有非常少的部位有很強的效率,而RSPP法製作則會有比較大的範圍都具備高效率的放光,過去如果以單點式分析,會出現誤判,高光譜顯微系統因為可以取得大範圍的光致發光激發(PLE)影像,對於研究製程是比較準確的。
CIGS太陽能電池材料功率研究
過去研究人會將CIGS太陽能電池材料以不同幾何圖案結合,以尋求高效率的組合,在下圖中利用高光譜顯微影像分析CIGS(P1)與連接處(P2)的PL分布影像卻發現即使在CIGS的範圍內,也有帶狀淬滅(quenching)的跡象,這個結果提供給研究人員更多的想法以及研究方向。過去單點分析的方式,可能會讓研究人員忽略可能的淬滅,而高光譜顯微鏡影像系統則可以顯示出這個部分。
碳化矽晶圓表面缺陷分析

使用高光譜顯微影像系統,透過電致發光(Electroluminescence; EL)法分析SiC的缺陷:Recombination Induced Stacking Faults(RIFs)、Partial Dislocation(PDs)、Edge Dislocation(EDs)、In Grown Stacking Faults(IGSFs)、Scraw Dislocation(SDs)。

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為什麼你需要高光譜顯微影像?
高光譜顯微影像分析可以鎖定固定的區域進行不同波長的掃瞄並取得數據方塊(Data Cube),並在後續的處理中擷取特定波長了解樣品表面的分布情形,有別於過去單點分析,若需要分析大範圍數百微米(Micron)平方或甚至數個毫米平方的範圍,會因為要花費許多時間,對於每一個位置的分析條件可能已經改變,又或者只能進行單點分析的量測方式,無法取得樣品整體的情況而使得研究駐足不前。

 

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