الأشعة السينية شعاع القياسات الحالية المستحثة لمتعدد مشروط الأشعة السينية المجهرية للخلايا الشمسية

والميزة الرئيسية لاستخدام تضخيم القفل لقياسات XBIC هي الزيادة الهائلة في نسبة الإشارة إلى الضوضاء مقارنة بالقياسات ذات التضخيم القياسي. سيتم مناقشة إعدادات القياس التي تعتبر بالغة الأهمية لقياسات XBIC الناجحة المكبرة في القفل في الأقسام الخمسة الأولى. وهي: (أ) تعديل الإشارة؛ (ب) تعديل الإشارات؛ (ب) تعديل الإشارات؛ (د) تعديل الإشارات؛ (د) (ب) التضخيم المسبق؛ (ج) خلط الإشارات في مؤشر ليا؛ (د) تردد مرشح منخفض المرور في LIA؛ (هـ) تصفية منخفضة التمرير تتدحرج من LIA. وترد الرسوم التوضيحية لآثار هذه الإعدادات في الشكل 3والشكل 4والشكل 6. للقياسات، استخدم إعداد المختبر ليزر أحمر( ) بدلا من شعاع الأشعة السينية، التضمين في 2177.7 هرتز بواسطة مروحية بصرية. أنابيب الفلورسنت بمثابة مصدر للضوء التحيز. وكان DUT خلية شمسية رقيقة الفيلم مع Cu (في، Ga) Se2 (CIGS) امتصاص. على الرغم من أنه سيتم اختيار إعدادات قياس مختلفة لDUT أخرى، فإن المبادئ التوجيهية العامة الموضحة هنا للعثور على إعدادات مناسبة صالحة لمجموعة متنوعة من DUT مثل الخلايا الشمسية ذات طبقات امتصاص مختلفة أو أسلاك نانوية. تم استخدام السلطة الفلسطينية مع عامل تضخيم . الآثار التي نوقشت هنا تنطبق على قدم المساواة على غيرها من مكبرات الصوت قبل. إذا لم يتم تحديد أي شيء آخر، كان تصفية تمرير منخفض لفة قبالة LIA 48 ديسيبل/أكتوبر. وتبين الأقسام التالية (و) – (ط) نتائج مثالية لعرض إمكانيات وتحديات قياسات XBIC بالاقتران مع وسائط القياس الأخرى. وفي (و)، تناقش التحديات المحددة لقياسات XBIC في وضع المسح الضوئي للطيران. في (ز)، يتم الجمع بين قياسات XBIC وXRF من الخلية الشمسية CIGS، ويناقش تأثير التضخيم قفل في مع استخدام الجهد التحيز. في (ح)، يتم إضافة XBIV كوضع قياس لخلية شمسية CIGS. في (i)، يتم عرض XBIC والبيانات التركيبية من XRF لأسلاك نانوية CdS. بالنسبة لجميع قياسات XBIC في الأقسام من (و) إلى (ط)، استخدمنا السلطة الفلسطينية وLIA كما هو محدد في جدول المواد والكواشف. (أ) تعديل الإشارة الواردة ويبين الشكل 3 استجابة DUT المضخمة مسبقًا مقاسة بنطاق بدون (الصف العلوي) ومع تشغيل ضوء التحيز (الصف السفلي). كما تقوم السلطة الفلسطينية بتحويل التيارات إلى الفولتية، والإشارة المعروضة في فولت. وهو سلبي بسبب الاتصال بالخلية الشمسية، مع وجود اتصالات من النوعين p وn متصلة بالدرع وجوهر مدخلات السلطة الفلسطينية، على التوالي. وفي قياسات XBIC، يخضع الاتصال بالخلايا الشمسية للتأريض اللازم للتلامس الأمامي على النحو المبين في الفرع 1-3-6. من البروتوكول. مقارنة الشكل 3A والشكل 3D،نلاحظ إشارة تعويض على ترتيب 8 ملفي التي يتم تحويلها إلى -65 مل فولت عن طريق تشغيل ضوء التحيز من أنابيب الفلورة. وعلاوة على ذلك، فإن تباين الإشارة على الجداول الزمنية القصيرة يتعزز إلى حد كبير بضوء التحيز. ويمكن أن يكون هذا الإزاح ة التحيز الذي يبلغ حوالي 70 مليفاف إشكالياً، بسبب الحدود في نطاق قبول السلطة الفلسطينية ورابطة ليا. كما نود أن نستخدم مجموعة كاملة من السلطة الفلسطينية، وإزاحة صغيرة كما هو الحال في الشكل 3A-C هو الأفضل. ولذلك، ينبغي القضاء على جميع مصادر التحيز غير المقصود، مثل الإضاءة المحيطة. إضافة مصدر فوتون المفروم، كما هو معروضفي الشكل 3B،C،E،F، يزيد من الإشارة المستحثة بنفس الكمية – ما يقرب من 66 مل فولت – لكل من الضوء مع وبدون التحيز، عندما يمر شعاع من خلال شفرة المروحية؛ عندما يتم حظر شعاع بواسطة شفرة، وإشارة لا تزال على مستوى الإزاحة المعنية، كما هو متوقع. تردد المروحية متميزة في إشارة الشكل 3B و 3E مع فترة من مللي ثانية. في الشكل 3D-F، نلاحظ تعديل إضافي على تردد 90 كيلو هرتز. مصدر هذا التشكيل عالية التردد هو الصابورة الإلكترونية للأنبوب الفلورسنت، الذي يحركه عند kHz 45. وعلى الرغم من أن التضخيم القفل قادر على التمييز بين المساهمات من ترددات التشكيل المختلفة، كما هو مبين في الشكل6، فإن الحد من إشارة الضوضاء أمر بالغ الأهمية لقياس جيد. الضوء المحيط هو مجرد مصدر واحد ممكن، ولكن الالكترونيات الأخرى يمكن أيضا أن تحفز الضوضاء، والتي سيتم فرضها بعد ذلك على الإشارة. لاحظ أن ضوء التحيز ليس دائما الضوضاء غير المرغوب فيها، ولكن في كثير من الأحيان يتم تطبيق ضوء التحيز عن قصد لتعيين DUT في ظروف التشغيل. في الشكل 3B،C،E،F،نلاحظ كذلك أن استجابة DUT عند تغيير كثافة الإشعاع تأخر. وستناقش هذه الآثار في وقت الزيادة بمزيد من التفصيل في الفرع التالي وتنشأ هنا من تأثيرين متميزين: أولاً، تأخر الزيادة الحادة في استجابة DUT عند التشكيل 2177.7 هرتز بسبب مرشح التمرير المنخفض في السلطة الفلسطينية. ثانياً، تستمر الإشارة في الزيادة/الانخفاض بمقاييس زمنية أبطأ (على سبيل المثال، مرئية بين 0.68 و0.80 مللي ثانية في الشكل 3C)،والتي نعزوها إلى حركية الاحتلال للحالات العيوب في الخلية الشمسية. (ب) التضخيم المسبق لا تقوم السلطة الفلسطينية بتضخيم الإشارة المُعدَّلة لـ DUT فحسب، بل يمكنها تغيير شكل موجة العرض بشكل كبير. كما هو مفصل أعلاه، والاتصالات من الخلية الشمسية هي بحيث يتم قياس الجهد السلبي على الإضاءة. لم يتم إضافة ضوء التحيز للقياسات المبينة في الشكل 4. وقد اتخذت القياسات مع زيادة أوقات ارتفاع مرشح لإثبات آثارها عندما يتم عقد قوة التضخيم ثابتة. في كثير من الحالات، تكون أوقات ارتفاع التصفية مقترنة بالأجهزة إلى التضخيم. كلما كان التضخيم أقوى، كلما طال وقت الاستجابة، وأصغر هو تردد قطع فلتر تمرير منخفض في السلطة الفلسطينية36،37. مع وقت ارتفاع مرشح من 10 €s كما هو الحال في اللوحة العليا من الشكل 4، وتأخر بالكاد إشارة ، ويمتد نطاق الذروة الاسمية إلى الذروة من ما يقرب من 10 ملفي و -65 مف ف ، وتصل إلى الهضاب في قيم الذروة. مع 100 ميكروثانية مرشح ارتفاع الوقت، آثار التأخير مرئية في إشارة التضمين ولكن التشكيل لا يزال متميزا والسعة في نطاق مماثل كما ل 10 ميكروز. وقت ارتفاع عامل التصفية من 1 مللي ثانية أطول من فترة التشكيل (0.46 مللي ثانية). لذلك، يتم قمع التشكيل إلى السعة تحت 10 ملفولت، ولا يعكس الشكل سوى بداية الحافة الصاعدة والمتساقطة، التي من الواضح أنها غير مناسبة لقياسات XBIC الكمية. هذا الاتصال بين كسب ومرشح ارتفاع الوقت يجب أن يوضع في الاعتبار خاصة بالنسبة للمزيج من ترددات التشكيل السريع، مع تضخيم قوي. (ج) خلط الإشارات والفرق الرئيسي بين تضخيم الإشارة القياسي وتضخيم القفل هو خلط إشارة DUT مع إشارة مرجعية والقمع اللاحق للترددات العالية بواسطة مرشح منخفض المرور. يتم تصوير مسار الإشارة للخلط في الشكل 5. لمناقشة خلط إشارة، يتم إجراء بعض التبسيطات. يمكن وصف الإشارة المرجعية بأنها إشارة الجيوب الأنفية (6) حيث هو السعة وتردد التشكيل للإشارة المرجعية. يمكن تمثيل الإشارة التضمينية من DUT تغذية في LIA بطريقة مماثلة (7) حيث هو السعة وتردد التشكيل إشارة DUT، وهو إزاحة مرحلة إشارة DUT إلى الإشارة المرجعية. بعد من (1) و (2)، إشارة مختلطة هي: (8) . تردد التشكيل من DUT هو التردد المرجعي، . ولذلك، فإن مبدأ المثلثات (9)  يمكن استخدامها لإعادة كتابة كمجموع مصطلحين مع ترددات مختلفة: (10) . مرشح تمرير منخفض يخفف من إشارة سريعة بحيث يمكن أن يكون تقريبا قفل في إشارة تضخيم38،39 كما (11) . وتسمى إشارة DUT مختلطة مع الإشارة المرجعية المكون في المرحلة ، وتسمى إشارة DUT مختلطة مع المرجع 90 درجة المرحلة تحول مكون التربيعية : (12)  (13) . من Eq. (12) و (13)، وRMS السعة (14) فضلا عن المرحلة (15) يمكن الحصول على إشارة مختلطة مع دالة الظل arcus ثنائيالحجة. العديد من LIA لديها مرحلة داخلية ضبط لتعيين إلى الصفر أثناء القياسات. (د) تردد فلتر منخفض التمرير ويبين الشكل 6 تأثير ضوء التحيز وإعدادات مختلفة لتصفية التمرير المنخفض على سعة RMS المكبرة للقفل. استخدمنا LIA التي سمحت لنا لتسجيل إشارة الناتجة عن معلمات مرشح مختلفة في وقت واحد. يحدد تردد قطع مرشح تمرير منخفض التردد، حيث يتم تخفيف الإشارة إلى 50٪. في حين يتم إرسال الترددات المنخفضة، يتم قمع الترددات العالية. الشكل 6A،E تظهر إشارة مباشرة مع = 466.7 كيلو هرتز، والتي لا تعمل بشكل فعال لا القضاء على الضوضاء أو التحويرأقل تردد ولكن يتيح لهم تمرير مع إشارة الخام. تحويل إشارة الخام قبل تضخيم إلى السعة  RMS يؤدي إلى عامل إضافي للترددات أقل بما فيه الكفاية . على سبيل المثال، جهد الإدخال المستمر من هو الإخراج كما . في حين أن متوسط الإزاحة في الشكل 6E لا يكاد يذكر دون ضوء التحيز (في المتوسط 2 ملفي)، فإنه يزيد إلى متوسط حوالي 75 ملفي V مع ضوء التحيز (الشكل6A). الفرق هو من قوة مماثلة بين الشكل 3A والشكل 3D، ولكن حذار من أن هذه كانت قياسات منفصلة. في كلتا الحالتين، يؤدي تشغيل مصدر التقطيع إلى زيادة كبيرة في  ، والتباين من الذروة إلى الذروة يتوافق مع التباين من الذروة إلى الذروة للإشارة الخام المبينة في الشكل 3B والشكل 3E . في الشكل 6B،F، يتم عرض سعة RMS بعد استخدام عامل تصفية تمرير منخفض مع 1000 هرتز. مرة أخرى يمكن ملاحظة إزاحة في الشكل 6B بسبب ضوء التحيز، ولكن الإزاحة أصغر مع حوالي 18 ملفي فولت في المتوسط. يحدث هذا الإزاحة بسبب تعديل 100 هرتز للضوء الفلورسنت، في حين يتم حظر التشكيل kHz 90 بواسطة مرشح تمرير منخفض. وعلاوة على ذلك، فإن مستوى الضوضاء في حالة ‘شعاع على’ لا يزال كبيرا مع اختلاف الذروة إلى الذروة حول 46 ملفي، في حين أن متوسط قيمة الإشارة يصل إلى 32 ملي فولت. دون ضوء التحيز (الشكل6F)التباين من الذروة إلى الذروة يصل إلى حوالي 17 ملفي خلال ‘شعاع على’ مع متوسط قيمة 23.5 mV. متوسط الإزاحة أثناء ‘شعاع قبالة’ أصغر من 0.5 mV. وتبين هذه القياسات أن الجمع بين مرشح منخفض المرور مع 1000 هرتز وتردد تقطيع قدره 2177.7 هرتز ليس مثالياً: فالإشارة التي تحمل تردد التشكيل لا تُزال إلا جزئياً ولكن لا تُقمع بالكامل بواسطة الممر المنخفض تصفيه. الجزء المتبقي يؤدي إلى اختلافات كبيرة من  الذروة إلى الذروة من خلال حالة “شعاع على”. عندما يكون ضوء التحيز موجوداً، فإن التشكيل 100 هرتز بسبب التردد الصافي للمصابيح الفلورية يزيد من قيم الذروة إلى القمة. في الشكل 6C،G، يمكن أن ينظر إلى تأثير ضوء التحيز على أنه الحد الأدنى: 10.27 هرتز تصفية منخفضة تمرير يقطع معظم الضوضاء وتعديل ضوء الفلورسنت، ويمكن استخراج إشارة واضحة الناجمة عن شعاع. وعلى الرغم من أنه لا يكاد يكون مرئياً هنا، فإن إزاحة وانتشار الضوضاء لا يزالان أكبر قليلاً مع ضوء التحيز. ويمكن أن يكون السبب في ذلك هو الضوء الضال الذي يمر عبر عجلة المروحية على DUT. ولذلك، فمن المستحسن لتنفيذ المروحية في المنبع بعيدا لتجنب تعديل الضوء الضال. الشكل 6D،H هي التكبير في التغيير من ‘شعاع على’ إلى ‘شعاع قبالة’ بعد 6 s في الشكل 6B،C،F،G،على التوالي. التشكيل المفروض في 100 هرتز (تردد مصابيح الفلورة) مرئي في الشكل 6D لفلتر تمرير منخفض مع 1000 هرتز. لاحظ أيضا التأخير في الإشارة بعد عامل التصفية مع 10.27 هرتز مقارنة بالإشارة بعد المرشح مع 1000 هرتز، عندما يتم إيقاف تشغيل شعاع. على غرار حالة أوقات الارتفاع البطيء للسلطة الفلسطينية، وانخفاض مرشح تمرير منخفض في LIA يسبب التكيف أبطأ من لتغيرات الإشارة. بالإجمال، وجدنا أن مرشح تمرير منخفض مع 10.27 هرتز ولفة من 48 ديسيبل / أكتوبر (انظر القسم التالي) يقدم في هذه الحالة أفضل حل وسط بين سرعة المسح السريع (لصالح القيم العالية) وقمع التحيز الضوء أو الضوضاء (في صالح القيم المنخفضة، والأهم من ذلك أقل من تردد الشبكة 50 هرتز). (هـ) تصفية منخفضة التمرير كما العديد من مكبرات الصوت قفل في الرقمية، والنموذج الذي تم استخدامه هنا يستخدم ما يسمى مرشحات RC منفصلة الوقت أو المرشحات متوسط تشغيل الأسي الذي خصائص قريبة جدا من تلك التي التناظرية المقاوم مكثف RC مرشح40. وبصرف النظر عن تردد قطع التصفية التي تمت مناقشتها في القسم السابق، هناك معلمة مجانية واحدة فقط، أمر التصفية، الذي يحدد ميل القطع كـ dB/oct. ويبين الشكل 7ألف تأثير ترتيب التصفية على التوهين المعتمد على التردد لمختلف الترددات المقطوعة التي تتوافق مع الثوابت الزمنية ms وms. الثوابت الزمنية بين هذين النقيضين مناسبة لمعظم XBIC القياسات. تم حساب التوهين عامل التصفية40 في مجال التردد كقيمة مطلقة تربيع وظيفة نقل معقدة (16)  كدالة للتردد ومرشح النظام مع ثابت الوقت . يتم الحصول على وظائف نقل مرشحات ترتيب أعلى عن طريق ضرب وظائف نقل عوامل التصفية الفردية المتصلة تسلسلياً. على غرار ، ونحن تحديد والترددات ، والتي التوهين هو 5 ٪ و 95 ٪ ، على التوالي. منتج هذه الترددات وهو ثابت ومعين في الجدول 1 للتحويل بين الترددات الفاصلة وثابت وقت التصفية. في المجال الزمني، يتم حساب استجابة عامل التصفية بشكل متكرر من إشارة إدخال يتم تعريفها في أوقات منفصلة ، ، وما إلى ذلك، متباعدة بواسطة وقت أخذ العينات : (17)  يتم حساب استجابة المرشحات مع التكرار المتعدد من Eq. 17 مع محسوبة من و . تظهر استجابة عامل التصفية إلى وظيفة خطوة متزايدة (في الوقت 0) وإنقاص (في الوقت) في الشكل 7B لأوامر التصفية من 1 إلى 8، كدالة للوقت في وحدات . لاحظ أن الاستجابة تتأخر فيما يتعلق بإشارة الإدخال وأن هذا التأخير يزيد مع . يتم تحديد التأخير كمياً في الجدول 1 كأوقات و و، حيث تصل الإشارة المرسلة إلى 5%، أو 50%، أو 95%، على التوالي. اختيار مرشح الصحيح لفة قبالة حاسمة كما هو الحال من تردد قطع عند تصميم التجربة. في التطبيق 1 المعروض في القسم (ز)، تم الحصول على قياسات XBIC عالية الجودة مع تردد المروحية من 1177 هرتز، والوقت يسكن من 100 مللي ثانية، وتردد قطع من 40 هرتز في تصفية النظام 8. مع الأرقام من الجدول 1 ، وهذا يترجم إلى ، و . هذا وقت إلى حدّ كبير أقصر من ال يسكن وقت مثل هذا أنّ ما من [تأخر-بالقطع] يكون قدّمت. (و) تصحيح الوقت في مكان المدّد في قياسات وضع الخطوة الكلاسيكية، تنتقل مرحلة المسح الضوئي إلى الوضع الاسمي، ويتم تشغيل بداية القياس في موضع البكسل هذا بعد الوصول إلى الموضع الدقيق. لفترات قصيرة، يصبح وقت التسوية مقيداً لوقت المسح الضوئي العام، مما يحفز ما يسمى بالتصوير بالطيران أو أوضاع القياس المستمر: هناك، تتحرك مرحلة المسح الضوئي بشكل مستمر، وتُنسب بيانات القياس إلى وحدات البكسل مع الترميز مرحلة الموقف في مرحلة ما بعد المعالجة. غير أن هذا يمكن أن يؤدي إلى مشاكل إضافية كما هو مبين في الشكل 8. في هذه الحالة، لم تكن محركات مرحلة العينة تتحرك بشكل موحد في الاتجاه، مما أدى إلى اختلاف أوقات التضخم لكل بكسل (انظر الشكل 8A). وتترجم الاختلافات في وقت الديويل مباشرة إلى اختلافات في قياسات XBIC، كما هو مرى في الشكل 8C. لذلك، يجب تطبيع إشارة XBIC إلى وقت التسوية، وتظهر نتائجها في الشكل 8D. وبالمثل، فإن الاختلافات في كثافة الحزمة (المعروضة في الشكل 8باء)كثيرا ً ما تحتاج إلى أن تُحسب عن طريق التطبيع مع تدفق الفوتون. ويمكن رؤية إشارة XBIC تطبيع إلى تدفق الفوتون في الشكل 8E؛ للحصول على الحد الأدنى من الخطأ في التحديد الكمي XBIC المطلق، تم تطبيع تدفق الفوتون نفسه إلى قيمته المتوسطة. ويبين الشكل 8F خريطة XBIC التي تم تطبيعها إلى وقت الجلوس وكذلك إلى تدفق الفوتون، مما قلل من تأثير معظم قطع القياس. وأخيراً، يظهر الشكل 8G بيانات XBIC بعد التحويل من معدل العد إلى الحالي باستخدام Eq. (1). (ز) التطبيق 1: XBIC من خلية شمسية مع التحيز الجهد وXRF ويبين الشكل 9 ألف- باء أثر تضخيم القفل على نسبة الإشارة إلى الضوضاء في شعاع الأشعة السينية الذي يسبب قياسات حالية. الضجة من الإشارة المباشرة واضحة في الشكل 9A:تباينات كثافة قوية من خط إلى خط تدل على قياس القطع الأثرية، والاختلافات XBIC غرامة من DUT الحصول على دفن في إشارة المتغيرة بشكل تعسفي. من ناحية أخرى، هذه الميزات الجميلة واضحة للعيان في الشكل 9B. لاحظ أن مستوى الضوضاء في الشكل 9A مرتفع بشكل غير عادي لأسباب غير معروفة على الرغم من تحسين الإعداد قبل القياسات. وفي مثل هذه الحالات، يكون تحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء عن طريق التضخيم القفل أعلى بكثير مما هو عليه في حالات نسبة الإشارة إلى الضوضاء العالية بالفعل مع التضخيم القياسي (على سبيل المثال، التطبيق 3 في القسم (ط))، حيث يكون تضخيم القفل فقط يؤدي إلى تحسينات هامشية. مع السلطة الفلسطينية، إلى الأمام (الشكل9C)وعكس (الشكل9D)الفولتية التحيز من -50 ملفي و +50 مل في فولت، على التوالي، تم تطبيقها على العينة ومنطقة الشكل 9A-B إعادة مسحها ضوئيا. السمات المهيمنة المرئية في الشكل 9B لا تزال مرئية في الشكل 9C و الشكل 9D، لكنها أقل تميزا ً لأن الخرائط أكثر صاخبة. ويرجع ذلك إلى أن تطبيق الجهد التحيز أو التحيز ضوء يحفز تيار مباشر الذي هو في كثير من الأحيان أوامر من حجم أكبر من إشارة XBIC التضمين. وفي نهاية المطاف، فإن نسبة الإشارة المباشرة إلى الإشارة المغيرة تحد من إمكانية التضخيم القفل. على الرغم من ضعف نسبة الإشارة إلى الضوضاء، تجدر الإشارة إلى أن التضخيم قفل في تمكن من رسم خرائط لأداء الخلايا الشمسية على مقياس النانو مع التحيز الجهد والتحيز ضوء تطبيقها، والتي من الصعب أن يكون من الممكن خلاف ذلك30. كما يرتبط أداء الخلية الشمسية CIGS إلى تكوينطبقة امتصاص 7،41،قمنا بقياس إشارة XRF في وقت واحد مع XBIC. في الشكل 9هاء-F، يتم عرض تركيزات Ga و In. كلا العنصرين هي جزء من طبقة امتصاص وتعتبر نسبتها أن يكون لها تأثير كبير على أداء الخلية الشمسية7. الإحصاءات من Ga هي أكبر بكثير مما كانت عليه بالنسبة لIn، والذي يرجع إلى معامل امتصاص أعلى وأقل امتصاص الذات في الطاقة الإثارة من 10.4 كيلوفولت. بسبب انخفاض الإحصاءات، والميزات في الخريطة غير مرئية تقريبا، في حين أن تركيز Ga واضح بما فيه الكفاية لتكون مرتبطة مع الأداء الكهربائي في الشكل 9B. للحصول على إشارة أعلى في، يمكن للمرء إما اختيار أوقات أطول يسكن أو اختيار الطاقة امتصاص مع أكبر في امتصاص المقطع العرضي. وهذا يوضح أهمية وقت طويل بما فيه الكفاية للجلوس، فضلا عن تكييف الطاقة شعاع لعناصر الاهتمام. مع أوقات يسكن طويلة وخرائط كبيرة، نقطة أخرى يجب أن يوضع في الاعتبار: خلال القياسات التي تمتد ساعات متعددة، يمكن أن تصبح عينة الانجراف قضية حاسمة. التقلبات الحرارية (لا سيما بعد تغيير العينة أو الحركات الحركية الكبيرة مع تبديد الحرارة الفقراء) وعدم استقرار مكونات المرحلة الميكانيكية غالبا ما يؤدي إلى الانجراف عينة كما يمكن أن نرى من خلال مقارنة المواقف الرأسية من الشكل 9D و الشكل 9 باء (ح) التطبيق 2: XBIC من خلية شمسية مع XBIV و XRF ويبين الشكل 10 مسحاً متعدد الوسائط لخلية شمسية تابعة لـ CIGS، حيث تعمل الخلية تحت حالة ماس كهربائى قياس XBIC في الشكل 10A،وتحت حالة الدائرة المفتوحة التي تقيس XBIV في الشكل 10B. وقد أُخذ قياس XRF المبين في الشكل 10 جيم في وقت واحد مع قياس XBIV. لجمع ما يكفي من عدد XRF، كان الوقت يسكن لكل بكسل 0.5 s للشكل 10B-C بالمقارنة مع 0.01 s في الشكل 10A. وبناء على ذلك، يمكن استخدام تردد قطع أقل في مرشح التمرير المنخفض لقياس XBIV مقارنة بقياس XBIC (10.27 هرتز مقابل 501.1 هرتز، وكلاهما مع لفة قبالة 48 ديسيبل / أكتوبر). بالنسبة لقياسات XBIV وحدها، كان بإمكاننا استخدام نفس إعدادات التصفية التي تعمل في مكان الجلوس والإضاءة المنخفضة كما هو الحال بالنسبة لقياس XBIC مع نسبة إشارة إلى ضوضاء مماثلة. ومع ذلك، كان الجمع بين قياسات XBIV وXRF مع قياس XRF الذي يحكم وقت الإيوراض أكثر كفاءة من حيث الوقت، من إجراء قياسات منفصلة من XBIV وXRF. مقارنة الشكل 10A،والشكل 10B، نلاحظ أن التيار ماس كهربائى، تقاس باسم XBIC، والجهد الدائرة المفتوحة، تقاس كما XBIV، مترابطة: مناطق كبيرة عالية ومنخفضة الأداء مرئية في كلا وضعي القياس. وهذا يشير إلى أن الاختلافات سمك المحلية و / أو إعادة الجمع تهيمن على الأداء هنا، بدلا من الاختلافات الفجوة، مما يؤدي إلى اتجاهات معاكسة في XBIC وXBIV28. وعلاوة على ذلك، مع الأخذ في الاعتبار الشكل 10C، يمكن للمرء أن يرى أن بعض المناطق ذات الأداء المنخفض مثل في ترتبط مع انخفاض معدل العد Cu، في حين أن الأداء لا يرتبط مع معدل العد Cu في مناطق أخرى. ‘1’ التطبيق 3: XBIC وXRF من سلك نانوي وإلى جانب الخلايا الشمسية، فإن الأسلاك النانوية التي تم الاتصال بها24 أو صفائح النانو، فضلاً عن النقاط الكمية، هي أمثلة أخرى على DUT التي يمكن أن تستفيد من قياسات XBIC المضخمة للقفل. بالنسبة للتوضيح، يُظهر الشكل 11A التوزيع الأولي من قياسات XRF، والشكل 11B خريطة XBIC المقابلة لسلك نانوي CdS. الاتصالين التي أجريت من Pt وسلك CdS يمكن تمييزها بوضوح، وإشارة XBIC يظهر استجابة كهربائية مطابقة. جدير بالذكر بشكل خاص هو حقيقة أن XBIC يمكن الكشف عن الأداء الكهربائي للسلك النانوي تحت اتصال Pt، والتي هي فريدة من نوعها لnanoprobes الأشعة السينية ويعزى إلى عمق اختراق عالية من الأشعة السينية الصلبة. وتكملة تكوين المواد والخصائص الكهربائية للأسلاك النانوية يوضح بشكل مثالي مزايا قياسات الأشعة السينية المتعددة الوسائط. الشكل 1 إعداد لقفل في تضخيم الأشعة السينية شعاع القياسات الحالية (XBIC) على جهاز تحت الاختبار (DUT). يتم تصوير مسار الحزمة باللون الأحمر. تشير النماذج الخضراء إلى الفلورة الاختيارية بالأشعة السينية (XRF) وأجهزة الكشف عن المنطقة للقياسات متعددة الوسائط، يشير اللون الأصفر إلى ضوء التحيز الاختياري. مكونات الأجهزة لقياسات XBIC باللون الأسود، في حين أن مسارات إشارة XBIC زرقاء مع مخرجات إشارة ومدخلات تظهر كدوائر مملوءة وفارغة، على التوالي. قبل الحصول على البيانات (DAQ)، يتم تحويل إشارة DC (التيار المباشر) وAC (التيار المتناوب) من جهد إلى تردد (V2F). وبالنسبة لمسارات الإشارة البديلة، نشير إلى الجزء (أ) من قسم المناقشة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 2 مثال على حامل العينة الحركية الأمثل لقياسات الفحص المجهري بالأشعة السينية المتعددة الوسائط بما في ذلك شعاع الأشعة السينية الناتجعن التيار. يتم تركيب الأسلاك النحاسية رقيقة على الاتصالات الأمامية والخلفية من Cu (في، Ga) Se2 (CIGS) خلية شمسية مع الطلاء الفضي، ومتصلة اتصالات ثنائي الفينيل متعدد الكلور. يتم استخدام شريط بوليميد لفصل الأسلاك، وتجنب ماس كهربائى للعينة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 3 استجابة الخلايا الشمسية قبل تضخيمها على التشعيع مع ضوء التحيز وشعاع التضمين. الصف العلوي دون ضوء التحيز، الصف السفلي مع ضوء التحيز: A و D – شعاع قبالة. B & E – شعاع على; C & F – التكبير في المستطيل الأحمر من B & E. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 4 استجابة الخلايا الشمسية بعد ما قبل التضخيم مع ثلاث مرات مختلفة ارتفاع مرشح (10 μs – الأزرق، 100 درجة مئوية – الأحمر، 1 مللي ثانية – الأخضر) في ما قبل مكبر للصوت. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم. الشكل 5 معالجة إشارة من قبل قفل في مكبر للصوت31. هو إدخال إشارة من DUT والإشارة المرجعية من المروحية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.    الشكل 6 قفل في تضخيم RMS السعة: مع ترددات قطع فلتر منخفضة التمرير 466.7 كيلوهرتز (أزرق)، 1 كيلوهرتز (أرجواني)، 10.27 هرتز (أحمر)، وفلتر ثابت لفة قبالة 48 ديسيبل / أكتوبر. وكان DUT Cu (في، Ga) Se2 الخلية الشمسية مع (A، B، C، D) ودون (E، F، G، H) ضوء التحيز المطبقة. يتم الإشارة إلى الأوقات التي تم فيها تشغيل شعاع الفوتون المفروم وإيقاف تشغيله في الأرقام كخطوط متقطعة عمودية. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.   الشكل 7 تأثير إعدادات التصفية المنخفضة المرور في مكبر الصوت قفل في. أ – التوهين بواسطة عامل تصفية تمرير منخفض في مجال التردد لثوابت الوقت اثنين (مللي ثانية وMS) ولأوامر التصفية 1 إلى 8. ب – استجابة إشارة مرسلة من مرشح تمرير منخفض في مجال الوقت، في وحدات من ثابت الوقت، لأوامر التصفية 1 إلى 8 عند تغيير خطوة تشبه إشارة الإدخال من 0 إلى 1 في الوقت 0 ومن 1 إلى 0 في الوقت . الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.   الشكل 8 قياس المسح الجوي لـ Cu(In,Ga)Se2 للخلايا الشمسية في beamline P06 في PETRA III، التي تم التقاطها في 15.25 كيلوفولت طاقة فوتون مع تدفق مركز حوالي ph/s. وقد استخدمت السلطة   الفلسطينية مع = 106 V /A، وLIA مع هرتز (48 ديسيبل / أكتوبر). A – يسكن الوقت، B – تدفق الفوتون، C – شعاع الأشعة السينية الناجمة عن التيار (XBIC)؛ خريطة XBIC تطبيع إلى: D – يسكن الوقت، E – تدفق الفوتون تطبيع لقيمتها المتوسطة، F – يسكن الوقت وتطبيع تدفق الفوتون. G – إشارة XBIC عادية بعد التحويل من معدل العد إلى الحالي باستخدام Eq. (1). الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.  الشكل 9 الأشعة السينية شعاع المستحثة الحالية (XBIC) والأشعة السينية الفلورية (XRF) قياسات Cu (في، Ga) Se2 الخلية الشمسية، التي اتخذت في ID16B خط الحزمة في مرفق الإشعاع Synchrotron الأوروبية مع تدفق مركزة على ترتيب ph/s. وقد استخدمت السلطة الفلسطينية مع V/A، LIA مع هرتز (48 ديسيبل / أكتوبر). وكانت طاقة الحزمة 10.4 كيلوفولت، وكان تردد المروحية 1177 هرتز، وقطع مرشح تمرير منخفض في 40 هرتز. وكان وقت يسكن 100 مللي ثانية وحجم بكسل كان 40 نانومتر × 40 نانومتر. وقد اتخذت جميع الخرائط ألف وباء وهاء وواو في نفس الوقت؛ C و D هي retakes بعد 50 دقيقة و 113 دقيقة، مع 50 مل في V إلى الأمام وعكس التحيز الجهد المطبقة، على التوالي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.       الشكل 10 قياس متعدد الوسائط من Cu (في، Ga) Se2 الخلية الشمسية، التي اتخذت في beamline P06 في البتراء الثالث مع تدفق مركزة من حوالي ph/s. وكانت طاقة الحزمة 15.25 كيلوفولت، وكان تردد المروحية 8015 هرتز، وحجم البكسل 50 نانومتر × 50 نانومتر. أ – شعاع الأشعة السينية المستحث بالتيار (XBIC) المقاس بمدة يسكنها 0.01 ق، وPA مع = 106 V/A، وLIA مع Hz (48 ديسيبل/أكتوبر)؛ ب – شعاع الأشعة السينية الناتج عن الجهد (XBIV) الذي يغطي نفس مساحة اللوحة A، مقاسة بوقت يسكن 0.5 s وLIA مع هرتز (48 ديسيبل/أكتوبر)؛ ج – معدل العد Cu من قياس الفلورة بالأشعة السينية (XRF)، التي اتخذت في وقت واحد مع قياس XBIV. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.          الشكل 11 قياس متعدد الوسائط لأسلاك نانوية CdS مع اتصالات Pt، التي اتخذت في beamline 26-ID-C من مصدر الفوتون المتقدم مع طاقة شعاع من 10.6 كيلوفولت. A – Pt و Cd التوزيع من قياس الفلورة الأشعة السينية. ب – قياس شعاع الأشعة السينية المستحث بالقياس الحالي (XBIC) الذي يؤخذ في وقت واحد مع قياس XRF، دون تضخيم القفل. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.  الجدول 1: لمرشحات RC في الوقت المنفصل من أوامر 1 إلى 8، والناتج من ثابت الوقت والتردد، الذي يتم تخفيف الإشارة بنسبة 5٪ ( ،50٪ () ، و 95٪ () ثابتوووووواعطاء في الجزء العلوي . في الجزء السفلي، يتم إعطاء تأخير الوقت، الذي تصلالإشارة ضمنهإلى 5٪( ) ، 50٪ ( ) ، و 95٪ ( ) ، في وحدات من الوقت الثابت وتردد قطع عكسي. الرجاء النقر هنا لتحميل هذا الملف excel. XBIC فى هذا العنونة LBIC القدرة متعددة الوسائط ++ + + الاستبانة المكانية ++ ++ – عمق الاختراق ++ — + توافر — – + عينة الضرر – — ++ الجدول 2: التقييم النوعي لشعاع الأشعة السينية المستحث بالتيار (XBIC) وشعاع الإلكترون المستحث بالتيار (EBIC) وشعاع الليزر المستحث بالتيار (LBIC).