קרן רנטגן המושרה מדידות נוכחיות עבור מיקרוסקופית רנטגן רב-מודאליים של תאים סולאריים

היתרון העיקרי של שימוש הגברה נעילה עבור מדידות XBIC הוא הגידול הדרמטי של יחס אות לרעש לעומת מדידות עם הגברה סטנדרטית. הגדרות המדידה הקריטיות במיוחד למדידות מוצלחות מאוד של מנעול מוגבר בתוך חמשת המקטעים הראשונים יידונו. הם: (a) מודולציה; (ב) הגברה מראש; (ג) אות ערבוב ב-LIA; (ד) תדירות הסינון הנמוכה של ה-LIA; (e) המסנן הנמוך מתגלגל מסנן של ה-LIA. איורים של ההשפעות של הגדרות אלה מומחש באיור 3, איור 4, איור 6. עבור המדידות, הגדרת מעבדה השתמשה לייזראדום () במקום קרן רנטגן, מאופנן ב 2177.7 Hz על ידי מסוק אופטי. צינורות פלורסנט שימשו כמקור לאור הטיה. אחדות היתה הסרט דק השמש תא עם Cu (ב, Ga) Se2 (סיגריות) בולם. למרות שקביעות מדידה שונות ייבחרו לאחדות אחרת, ההנחיות הכלליות המתוארות כאן למציאת הגדרות מתאימות תקפות למגוון של אחדות כגון תאי שמש עם שכבות שונות או ננו-חוט. הרשות הפלסטינית השתמשה בגורם הגברה . ההשפעות שנדונו כאן להחיל באופן שווה לפני מגברים אחרים. אם שום דבר אחר לא צוין, הסינון נמוך לעבור מסנן של LIA היה 48 dB/אוקטובר. הסעיפים הבאים (f)-(i) מציגים תוצאות מופת כדי להציג את האפשרויות והאתגרים של מדידות XBIC בשילוב עם מצבי מדידה אחרים. In (f), האתגרים הספציפיים של מדידות XBIC במצב סריקת לטוס הם דנו. In (g), XBIC מדידות XBIC של התאים הסולאריים סיגריות משולבים, ואת ההשפעה של הגברה נעילה נדונה עם מתח הטיה מוחל. בתוך (ח), XBIV ולוח מתווסף כמצב מדידה עבור תאים סולריים של סיגריות. בתוך (i), הנתונים xbic ו-הלחנה מ-xbic של תקליטורים מוצגים נאנו-שייר. עבור כל מדידות XBIC בסעיפים (f) כדי (i), השתמשנו ברשות הפלסטינית ו-LIA כפי שצוין בטבלה של חומרים וריאגנטים. (א) אפנון האות הנכנס איור 3 מציג את תגובת האחדות הכוללת מראש שנמדד על-ידי טווח ללא (שורה עליונה) ועם אור הטיה (בשורה התחתונה) מופעל. כאשר הרשות ממירה זרמים למתח, האות המוצג נמצא בתוך וולט. זה שלילי בשל המגע של התא הסולארי, עם המגעים p-ו-n-type המחוברים למגן וליבת הקלט של הרשות הפלסטינית, בהתאמה. במדידות XBIC המגע התא הסולארי נשלט על ידי הקרקוע הדרוש של הקשר הקדמי כפי שנדונו בסעיף 1.3.6. של הפרוטוקול. השוואת איור 3A ואיור 3a, אנו מודעים אות היסט על הסדר של 8 mV כי הוא העביר ל-65 mV על ידי הפעלת אור הטיה מצינורות הזריחה. יתר על כן, וריאציה האות על מאזני זמן קצר משופרת באופן משמעותי על ידי אור הטיה. כזה היסט הטיה של בערך 70 mV יכול להוכיח בעייתי, בשל המגבלות בטווח הקבלה של הרשות הפלסטינית ו-LIA. כפי שאנו רוצים להשתמש בטווח המלא של הרשות הפלסטינית, היסט קטן כמו באיור 3a-C עדיף. לכן, יש לסלק את כל המקורות של הטיה בשוגג, כגון תאורת סביבה. הוספת מקור פוטון קצוץ, כפי שמוצג באיור 3b,C,E,F, מגביר את האות המושרה באותו סכום-בערך 66 mV-עבור הן עם ובלי אור הטיה, כאשר הקרן עובר דרך להב המסוק; כאשר הקרן חסומה על ידי הלהב, האות נשאר ברמה של ההיסט המתאים, כפי שצפוי. תדירות המסוק היא ברורה באות של איור 3B ו -3b עם תקופה של ms. באיור 3D-F, אנו מודעים אפנון נוסף בתדר של 90 kHz. המקור של אפנון זה תדר גבוה הוא נטל אלקטרוני של צינור פלורסנט, אשר מונע על 45 kHz. למרות שהגברה הנעילה מסוגלת להבדיל בין התרומות מתדרי אפנון שונים, כפי שיוצגו באיור 6, הפחתת אות הרעש הינה בעלת חשיבות עליונה למדידה טובה. אור סביבתי הוא רק מקור אפשרי אחד, אבל האלקטרוניקה אחרים יכולים גם לגרום לרעש, אשר לאחר מכן להיות מונח על האות. שימו לב כי אור הטיה אינו תמיד רעש בלתי רצוי, אך לעתים קרובות מוחל אור הטיה במטרה להגדיר את האחדות לתנאי הפעולה. באיור 3b,C,E,F, אנו מודעים לכך שתגובת האחדות על השינוי בעוצמת ההקרנה מתעכבת. תופעות אלה בזמן העלייה יידונו בפירוט רב יותר בסעיף הבא ומקורם בשני אפקטים שונים: ראשית, העלייה והירידה התלולה של תגובת אחדות על אפנון 2177.7-Hz מתעכבת על-ידי מסנן המעבר הנמוך ברשות הפלסטינית. שנית, האות ממשיך להגדיל/להקטין את סולמות זמן איטי (למשל, גלוי בין 0.68 ו 0.80 ms באיור 3C), אשר אנו מייחסים את קינטיקה הכיבוש של מדינות פגם בתא השמש. (ב) הגברה מראש הרשות הפלסטינית לא רק מגבירה את האות המאופנן של האחדות אך יכולה לשנות באופן משמעותי את צורת הגל שלה. כפי שמפורט לעיל, אנשי הקשר של התא הסולארי הם כאלה כי מתח שלילי נמדד על תאורה. לא נוספה נורת הטיה עבור המידות המוצגות באיור 4. המידות נלקחו עם הגדלת מסנן פעמים כדי להדגים את ההשפעות שלהם כאשר חוזק הגברה מוחזק קבוע. במקרים רבים, שעות העלייה במסנן מצמידים לחומרה את ההגברה. ככל שהגברה היא, ככל שזמן התגובה ארוך יותר, והקטן יותר הוא התדירות הנחתכת של מסנן המעבר הנמוך ב-PA36,37. עם זמן מסנן העלייה של 10 μs כמו בלוח העליון של איור 4, האות מתעכב בקושי, משתרע על טווח שיא השיא הנומינלי מ בערך 10 mV ל-65 mV, ומגיע מישורים בערכי שיא. עם הזמן עלייה מסנן של 100 μs, אפקטי עיכוב גלויים באות מאופנן אבל אפנון עדיין שונה השרעת היא בטווח דומה עבור 10 μs. זמן הסינון של 1 אלפיות הראשונה הוא ארוך יותר מתקופת האפנון (0.46 ms). לכן, האפנון מודחק המוני מתחת 10 mV והצורה משקפת רק את ההתחלה של הקצה ואת הנפילה, אשר ברור שהוא לא מתאים למידות XBIC כמותיים. הקשר הזה בין הרווח לבין מסנן זמן צריך להיות זכור במיוחד עבור שילוב של תדרי אפנון מהירה, עם הגברה חזקה. (c) האות ערבוב ההבדל העיקרי בין הגברה של אותות סטנדרטיים לבין הגברה מסוג נעילה הוא ערבוב של אות אחדות עם אות התייחסות והדיכוי העוקב אחר תדרים גבוהים באמצעות מסנן למעבר נמוך. נתיב האות לערבוב מתואר באיור 5. לדיון על האות מתערבב, כמה הפישוט נעשו. ניתן לתאר את אות ההתייחסות כאות sinusoidal (6) , היכן היא השרעת והיא תדירות האפנון של אות ההתייחסות. האות המאופנן של אחדות הניזונה לתוך ה-LIA יכולה להיות מיוצגת בצורה דומה (7) , היכן היא השרעת והיא תדירות האפנון של אות האחדות, והיא היסט פאזה של אות אחדות לאות ההתייחסות. להלן מ (1) ו-(2), האות המעורב הוא: (8) . תדירות האפנון של האחדות היא תדירות ההתייחסות . לכן, העיקרון הטריגונומטריות 9  יכול לשמש כדי לשכתב כסכום של שני מונחים עם תדרים שונים: (10) . המסנן ‘ מעבר נמוך ‘ מפחית את האות המהירה כך שהאות המהיר של הנעילה יכול להיותמ38,39 כ (11) . אות האחדות המעורבת באות ההתייחסות נקרא רכיב בפאזה, והאות של התקופה המעורבת עם ההפניה ה90 מעבר לשלב העבר נקראת מרכיב הספרות: 12  (13) . מ Eq (12) ו (13), משרעת RMS 14 כמו גם את השלב 15 של האות המעורב ניתן להשיג עם הפונקציה רקוס משיק שני ארגומנטים. לLIA רבים יש שלב פנימי שיתאים לאפס במהלך המדידות. (ד) תדירות סינון מעבר נמוך איור 6 מציג את האפקט של אור הטיה והגדרות מסנן שונות של מעבר נמוך בשרעת RMS מוגברת, . השתמשנו ב-LIA שאפשרה לנו להקליט את האות הנובע מפרמטרים שונים בו. התדירות הנחתכת של מסנן מעבר נמוך מגדירה את התדירות, בה האות מחליש את 50%. בעוד שתדרים נמוכים משודרים, תדרים גבוהים יותר מדוכאים. איור 6A,E הצג את האות הישיר עם = 466.7 kHz, אשר באופן יעיל אינו מסלק רעש או בתדר נמוך מודולים אבל מאפשר להם לעבור עם האות raw. ההמרה של האות הגולמית מראש לשרעת  ה-RMS מובילה לגורם נוסף לתדרים מספיק להלן . לדוגמה, מתח קלט קבוע של הוא פלט בשם. בעוד ההיסט הממוצע באיור 6E הוא זניח ללא אור הטיה (בממוצע 2 mV), זה גדל לממוצע של סביב 75 mV עם אור הטיה (איור 6e). ההבדל הוא של כוח דומה כמו בין איור 3A ואיור 3D, אבל להיזהר כי אלה היו מדידות נפרדות. בשני המקרים, הפעלת מקור החיתוך מובילה לעלייה משמעותית ב-, והווריאציה השיא  לשיא של המקבילה לווריאציה השיא של האות הגולמי המוצגת באיור 3b ואיור 3E . באיור 6B,F, משרעת ה-RMS מוצגת לאחר שימוש במסנן מעבר נמוך עם 1000 Hz. שוב ניתן להבחין בהיסט באיור 6B עקב אור ההטיה, אך ההיסט קטן יותר עם כ-18 mV בממוצע. היסט זה נגרם על ידי האפנון 100 הרץ של אור פלורסנט, ואילו 90 kHz אפנון נחסם על ידי מסנן לעבור נמוך. יתר על כן, רמת הרעש של ‘ קרן על ‘ מצב עדיין משמעותי עם וריאציה שיא לשיא סביב 46 mV, בעוד ערך האות הממוצע מסתכם 32 mV. ללא אור הטיה (איור 6F) הווריאציה השיא לשיא מסתכם בכ-17 mv במהלך ‘ קרן על ‘ עם ערך ממוצע של 23.5 mV. ההיסט הממוצע במהלך ‘ קורה כבוי ‘ קטן מ-0.5 mV. מדידות אלה מראות שהשילוב של מסנן עם מעבר נמוך עם 1000 Hz ותדירות קיצוץ של 2177.7 hz אינה אידיאלית: האות הנושא את תדר האפנון מוסר חלקית בלבד, אך לא מדוכא לחלוטין על-ידי המעבר הנמוך סנן. החלק הנותר מוביל לווריאציות שיא משמעותיות של  במהלך ‘ קורה על המדינה ‘. כאשר אור הטיה נוכח, ה-100 Hz אפנון מגביר את התדר הנקי של מנורות הזריחה ומגדיל עוד יותר את ערכי השיא לשיא. באיור 6C,G, ההשפעה של אור הטיה ניתן לראות מינימלי: מסנן 10.27 Hz נמוך-לעבור מנתק את רוב הרעש ואת האפנון של אור פלורסנט, ואת האות ברור המושרה קרן ניתן לחילוץ. אף על פי שבקושי נראה כאן, ההיסט והתפשטות הרעש עדיין גדולים במקצת עם אור הטיה. זה יכול להיגרם על ידי אור תועה עובר דרך גלגל המסוק על אחדות. לכן, מומלץ ליישם את המסוק במעלה הזרם כדי למנוע אפנון של אור תועה. איור 6d,H הם זום לתוך השינוי מתוך ‘ קורה על ‘ כדי ‘ הקורה לאחר 6 s באיור 6d,C,F,G, בהתאמה. האפנון על גבי 100 הרץ (תדר מנורות פלואורסצנטית) גלוי באיור 6D עבור מסנן המעבר נמוך עם 1000 hz. הערה גם ההשהיה באות לאחר המסנן עם 10.27 hz בהשוואה לאות לאחר המסנן עם 1000 Hz, כאשר הקרן מבוטלת. בדומה למקרה של עלייה איטית של הרשות הפלסטינית, נמוך של מסנן נמוך לעבור ב-LIA לגרום הסתגלות איטית יותר של שינויי אותות. בסך הכל, גילינו כי מסנן לעבור נמוך עם 10.27 Hz ו רול-off של 48 dB/oct (ראה סעיף הבא) מציעה במקרה זה את הפשרה הטובה ביותר בין מהירות סריקה מהירה (לטובת ערכים גבוהים) ודיכוי אור הטיה או רעש (ב לטובת ערכים נמוכים, החשוב ביותר מתחת לתדר הרשת 50 Hz). (e) מסנן מעבר נמוך-מתגלגל כמו מגברי הנעילה הדיגיטליים הרבים, המודל ששימש כאן מעסיק מסנני RC בזמן נפרד או מסננים ממוצעים בעלי ממוצע הפעלה מעריכי, אשר מאפייניו קרובים מאוד לאלה של מסנן מנגד אנלוגי מסוג40. מלבד התדירות הנחתכת של המסנן שנדונה בסעיף הקודם, יש רק פרמטר אחד חינם, סדר הסינון, המגדיר את השיפוע של החתך כ -dB/oct. איור 7A מציג את האפקט של סדר הסינון על החליש תלויי-התדירות עבור תדרים שונים שנחתכו התואמים לקבועי זמן Ms ו-ms. קבועי זמן בין שני הקיצוניויות האלה מתאימים לרוב הספרות דידות. הנחת המסנן חושבה40 בתחום התדרים כערך המוחלט בריבוע של פונקציית ההעברה המורכבת 16  כפונקציה של התדר ומסנן סדר עם זמן קבוע. פונקציות העברה של מסנני הזמנות גבוהות יותר מתקבלות על-ידי כפל של פונקציות ההעברה של מסננים בודדים המחוברים באופן סדרתי. בדומה לכך, אנו מגדירים וכתדרים שבהם ההינחתה היא 5% ו-95%, בהתאמה. התוצר של תדרים אלה והוא קבוע ונתון בטבלה 1 עבור ההמרה בין התדרים החתוכים לבין קבוע זמן הסינון. בקבוצת הזמן, תגובת המסנן עבור מחושבת באופן רקורסיבי מאות קלט המוגדר במועדים נפרדים, , וכו ‘, במרווח זמן הדגימה: 17  התגובה של מסננים עם מחושב על ידי איטרציה מרובה של Eq . 17 עם מחושב מ ו. תגובת המסנן להגדלת (בזמן 0) ופונקציית הפסיעה היורדת (בזמן ) מוצגת באיור 7b עבור הזמנות מסנן 1 עד 8, כפונקציה של השעה ביחידות של. שים לב שהתגובה מתעכבת ביחס לאות הקלט ושהשהיה זו גדלה . ההשהיה כמותית בטבלה 1 כשעות , ובתוכה האות המשודר מגיע ל-5%, 50% או 95%, בהתאמה. הבחירה של מסנן הסינון הנכון היא קריטית כמו התדר החתוך בעת עיצוב הניסוי. ביישום 1 הציג בסעיף (g), מדידות XBIC באיכות גבוהה הושגו עם תדירות המסוק של 1177 Hz, זמן להתעכב של 100 ms, ואת תדירות הקיצוץ של 40 Hz בהזמנת מסנן 8. עם המספרים משולחן 1, זה מיתרגם , ו . הפעם הוא קצר בהרבה מאשר זמן לשכון, כך לא מוצגים פריטים השהיה. (ו) להתעכב על תיקון זמן במידות מצב השלב הקלאסי, שלב הסריקה עובר למצב הנומינלי, והתחלת המדידה במיקום הפיקסל מופעלת לאחר ההגעה למיקום המדויק. לתקופות שינה קצרות, זמן הייחוס הופך להיות מגביל לזמן הסריקה הכולל, אשר מניע את המכונות לסריקת-עוף או מצבי מדידה רציפים: שם, שלב הסריקה נע ברציפות, ונתוני המדידה מיוחסים לפיקסלים עם הקידוד מיקום הבמה בעיבוד לאחר. עם זאת, הדבר עלול להוביל לבעיות נוספות כמוצג באיור 8. במקרה זה, המנועים של השלב המדגם לא זזים בצורה אחידה לכיוון, וכתוצאה מכך משתנה שעות לשכון בפיקסל (ראה איור 8a). הווריאציות לשכון בזמן ישירות לתרגם וריאציות במדידות XBIC כפי שנראה באיור 8C. לכן, האות XBIC צריך להיות מנורמל לזמן ההתעכב, התוצאות של אשר מוצגים באיור 8D. באופן דומה, וריאציות בעוצמות הקורה (המוצגות באיור 8 ב) צריכות לעתים קרובות להיות מתומחרים על ידי נורמליזציה לשטף פוטון. האות XBIC מנורמל לשטף פוטון ניתן לראות באיור 8E; עבור שגיאה מינימלית על הקוונפיקציה המוחלטת, שטף הפוטון עצמו כבר מנורמל לערך החציוני שלו. איור 8F מציג את המפה xbic מנורמל לזמן ההתעכב כמו גם את שטף פוטון, אשר הפחיתה את ההשפעה של רוב חפצי המדידה. לבסוף, איור 8G מציג את נתוני xbic לאחר ההמרה משיעור ספירה לזרם באמצעות Eq. (1). (g) יישום 1: xbic של תא סולארי עם מתח הטיה ו XBIC איור 9a-B מראה את ההשפעה של הגברה נעילה על היחס אות לרעש בקרן רנטגן המושרה המידות הנוכחיות. השקט של האות הישיר ברור באיור 9A: עוצמה חזקה ניגודים מהקו אל קו הם מצביעים על חפצי מדידה, וריאציות xbic משובח מתוך אחדות להיקבר באות שינוי שרירותי. מצד שני, התכונות הנאות האלה גלויות בבירור באיור 9B. שימו לב שרמת הרעש באיור 9A גבוהה במיוחד מסיבות לא ידועות, למרות האופטימיזציה של הכיוונון לפני המדידות. במקרים כאלה, שיפור היחס של אות לרעש באמצעות נעילת הגברה הוא גבוה באופן דרמטי מאשר במקרים של יחס האות לרעש גבוה כבר עם הגברה סטנדרטית (למשל, יישום 3 בסעיף (i)), שבו הגברה נעילה רק מובילים לשיפורים שוליים. עם הרשות הפלסטינית, קדימה (איור 9C) והיפוך (איור 9c) הטיית מתח של-50 mV ו + 50 mV, בהתאמה, הוחלו על המדגם ואת השטח של איור 9c-B סריקה מחדש. התכונות הדומיננטי נראה באיור 9B עדיין גלויים באיור 9B ואיור 9b, אבל הם פחות ברורים כמו המפות הם רועשים. הסיבה לכך היא היישום של מתח הטיה או אור הטיה מעורר זרם ישיר המהווה לעתים קרובות הזמנות של גודל גדול יותר מאשר אות XBIC מאופנן. בסופו של דבר, היחס בין האות הישיר לאותות המאופנן מגביל את ישימות הגברה הנעילה. למרות יחס האות לרעש המסכן, כדאי לציין כי הגברה המנעול מאפשר מיפוי של ביצועי התא הסולארי בסולם הננו עם מתח הטיה ואור הטיה מוחל, אשר בקושי היה אפשרי אחרת30. כאשר הביצועים של תא סיגריות השמש מתואם הרכב שכבת ספיגה7,41, אנו מדדו את האות xrf בו זמנית עם xrf. באיור 9E-F, ריכוזי Ga ו-In מוצגים. שני האלמנטים הינם חלק משכבת הספיגה והיחס שלהם נחשב להשפעה רבה על הביצועים של התא הסולארי7. הסטטיסטיקות של Ga גדולות הרבה יותר מאשר ב-In, אשר נובע מקדם ספיגה גבוהה יותר ופחות הקליטה עצמית באנרגיה עירור של 10.4 קוו. בשל הסטטיסטיקות הנמוכות, תכונות במפה הן כמעט בלתי נראות, ואילו הריכוז Ga ברור מספיק כדי להיות מתואם עם הביצועים החשמליים באיור 9B. לאות גבוה יותר, ניתן לבחור בזמן ארוך יותר לשכון או לבחור אנרגיית ספיגה עם יותר מחתך מחתך הקליטה. זה ממחיש את החשיבות של זמן ארוך מספיק להתעכב, כמו גם את התפירה של אנרגיית הקרן לאלמנטים של עניין. עם זמן ארוך לשכון ומפות גדולות, נקודה נוספת יש לזכור: במהלך מדידות המשתרעים על פני מספר שעות, הסחף לדוגמה יכול להיות בעיה קריטית. תנודות תרמיות (במיוחד לאחר שינוי לדוגמה או תנועות מוטוריות גדולות עם פליטת חום ירודה) וחוסר היציבות של רכיבי הבמה המכנית מובילים לעתים קרובות לסחף דגימה כפי שניתן לראות על ידי השוואת המיקומים האנכיים של האיור 9d ו איור 9B (ח) היישום 2: xbic ביק של תא סולארי עם xbic XBIC איור 10 מראה סריקה רב מודאלית של תא סיגריות סולארי, שבו התא מופעל תחת תנאי מעגל קצר מדידה Xbic באיור 10a, ותחת מעגל פתוח במצב מדידת Xbic באיור 10a. מדידת XRF המוצגת באיור 10C צולמה בו זמנית עם מדידת ה-xrf. כדי לאסוף מספיק xrf ספירות, הזמן לשכון לפיקסל היה 0.5 s עבור איור 10b-C לעומת 0.01 s באיור 10b. לפיכך, תדירות הקיצוץ נמוכה יותר במסנן הנמוך עבור מדידת XBIV ניתן להשתמש בהשוואה למדידה XBIV (10.27 Hz לעומת 501.1 Hz, שניהם עם רול-off 48 dB/אוקטובר). עבור מדידות XBIV תים בלבד, יכולנו להשתמש באותו זמן לשכון והגדרות מסנן לעבור נמוך כמו עבור מדידה XBIV עם יחס האות לרעש דומה. עם זאת, זה היה הכולל יותר זמן יעיל יותר לשלב XBIV עם מדידות XBIV עם מדידה XBIV המסדירים את הזמן לשכון, מאשר ביצוע נפרד מדידות XBIV ומדדים. השוואת איור 10aואיור 10ב, אנו מודעים לכך שזרם המעגל הקצר, הנמדד כ-xbic ומתח המעגל הפתוח, הנמדד כ-xbic מתואמים: אזורים גדולים בעלי ביצועים גבוהים ונמוכים גלויים ב שני מצבי המדידה. הדבר מעיד על כך שווריאציות העובי ו/או השילוב המקומי ישלטו בביצועים כאן, במקום בווריאציות של הפער, שיובילו למגמות הפוכות ב-XBIC ו-XBIC28. יתר על כן, לקיחת איור 10C בחשבון, ניתן לראות כי אזורים מסוימים עם ביצועים נמוכים כגון בתיאום עם הספירה נמוך Cu rate, ואילו ביצועים לא מתואם את קצב הספירה cu באזורים אחרים. (i) יישום 3: xbic דקי ו XBIC של ננו-חוט מעבר לתאים סולריים, יצרו קשר עם ננו-פלקס24 או ננו-גיליונות, כמו גם נקודות קוונטיות, הן דוגמאות נוספות לאחדות שיכולות להפיק תועלת ממדידות מוטיות מוגברת. להדגמה, איור 11A מראה את התפלגות היסודות ממדידות xrf, ואיור 11a המפה התואמת xrf של תקליטורים מדגם נאנו-שייר. שני אנשי הקשר שנעשו של Pt ואת החוט התקליטורים הם בבירור להבדיל, ואת האות XBIC מראה תגובה חשמלית תואמת. במיוחד לציון היא העובדה XBIC יכול לחשוף את ביצועי החשמל של הננו-חוט מתחת למגע Pt, אשר ייחודי X-ray nanoprobes והמיוחס לעומק חדירה גבוהה של רנטגן קשה. השלמת הקומפוזיציה החומרית ותכונות החשמל של המבנה ממחיש במידה רבה את היתרונות של מדידות רנטגן רב-מודאליות. איור 1 : התקנה לנעילה מוגברת של מדידות זרם ה-X-ray המושרה (XBIC ביק) במכשיר תחת בדיקה (אחדות). נתיב הקרן מתואר באדום. הטפסים הירוקים מצביעים על מדידות אופציונליות של קרני רנטגן (XRF) וגלאי שטח למדידות מרובות-מודאליות, צהוב מציין אור הטיה אופציונלי. רכיבי חומרה עבור מדידות xbic הם שחורים צבעוניים, בעוד נתיבי אות xbic כחול עם יציאות אותות וכניסות המוצגות כעיגולים מלאים וריקים, בהתאמה. לפני רכישת הנתונים (DAQ), האות DC (זרם ישיר) ו-AC (זרם חילופין) מומרים ממתח לתדר (V2F). עבור נתיבי אותות חלופיים אנו מתייחסים לחלק (א) של מקטע הדיון. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה. איור 2 : דוגמה למחזיק מדגם קימטי הממוטב למדידות מיקרוסקופית רנטגן רב-מודאליות כולל קרן רנטגן הנגרמת כיום. חוטי נחושת דקים נטענים על המגעים הקדמיים והחוזרים של Cu (ב, Ga) Se2 (סיגריות) תא סולארי עם צבע כסף, ומחובר לאנשי הקשר PCB. קלטת polyimide משמש כדי להפריד את החוטים, הימנעות קצר מקצרים של המדגם. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה. איור 3 : תגובה מוגברת לתא השמש על הקרנה עם אור הטיה וקרן מאופנן. שורה עליונה ללא אור הטיה, שורה תחתונה עם אור הטיה: & D-קרן; B & הקרן האלקטרונית מופעלת; C &-זום לתוך המלבן האדום של B & E. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה. איור 4 : התגובה התא השמש לאחר הגברה מראש עם שלושה מסננים שונים מסנן פעמים (10 μs – כחול, 100 μs – אדום, 1 ms – ירוק) ב טרום מגבר. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה. איור 5 : עיבוד אותות על ידי מגבר מנעול של31. הוא קלט האות מהאחדות והוא אות ההתייחסות מהמסוק. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.    איור 6 : משרעת RMS מוגברת עם נמוך לעבור מסנן לגזור תדרים 466.7 kHz (כחול), 1 kHz (סגול), 10.27 הרץ (אדום), ומסנן קבוע רול-off 48 dB/אוקטובר. האחדות הייתה Cu (ב, Ga) Se2 תא סולארי עם (a, B, C, D) ובלי (E, F, G, H) הטיה אור מוחל. הזמנים שבהם קרן הפוטון הקצוצה הופעלה וכבויה, מסומנים באיורים כקווים מקווקווים אנכיים. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.   איור 7 : ההשפעה של הגדרות מסנן מעבר נמוך במגבר הנעילה. החלשה על-ידי המסנן ‘ מעבר נמוך ‘ בתחום התדירויות עבור שני קבועי זמן ( ms ו-ms) ועבור הזמנות מסנן 1 עד 8. B-תגובת אות שהועברה של מסנן המעבר הנמוך בתחום הזמן, ביחידות של קבוע הזמן, עבור הזמנות מסנן 1 עד 8 במהלך שינוי הדומה לשלב של אות הקלט בין 0 ל-1 בזמן 0 ומבין 1 ל -0 בזמן. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.   איור 8 : לטוס-לסרוק את המדידה של Cu (ב, Ga) Se2 תא סולארי ב Beamline P06 ב פטרה השלישי, נלקח ב 15.25 האנרגיה הפוטון של קוו עם שטף ממוקד של כ ph/s. הרשות שימש עם   = 106 V/A, ואת הליה עם Hz (48 dB/אוקטובר). A-להתעכב זמן, ב-השטף פוטון, C-X-קרן המושרה הנוכחי (XBIC הביק); מפת XBIC מנורמלת ל: D-לשכון זמן, E-השטף פוטון מנורמל הערך החציוני שלה, F-לשכון זמן השטף פוטון מנורמל. G – האות XBIC מנורמל לאחר ההמרה מקצב הספירה אל הזרם באמצעות Eq. (1). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.  איור 9 : קרן x-ray המושרה הנוכחי (xביסי) ו-x-ray פלואורסצנטית (XBIC) מדידות של Cu (ב, Ga) Se2 תא סולארי, נלקח ב BEAMLINE ID16B במתקן הסינכרוטרון קרינה האירופית עם שטף ממוקד על הסדר של ph/s. הרשות הפלסטינית שימש עם V/A, LIA עם Hz (48 dB/אוקטובר). האנרגיה של הקרן הייתה 10.4 קוו, תדר המסוק היה 1177 Hz, ומסנן המעבר נמוך נחתך ב 40 Hz. הזמן להתעכב היה 100 ms וגודל פיקסל היה 40 ננומטר x 40 nm. המפות A, B, E ו-F צולמו באותו זמן; C ו-D הם מחדש לוקח אחרי 50 דקות ו 113 דקות, עם 50 mV קדימה והיפוך מתח הטיה מוחל, בהתאמה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.       איור 10 : מדידה מולטי מודאלי של Cu (ב, Ga) Se2 תא סולארי, נלקח ב Beamline P06 ב פטרה השלישי עם שטף ממוקד של כ ph/s. האנרגיה קרן היה 15.25 קוו, תדר המסוק היה 8015 הרץ, ואת גודל הפיקסל 50 ננומטר x 50 nm. A-X-קרני קרן המושרה הנוכחי (XBIC) נמדד עם זמן לשכון של 0.01 s, הרשות עם = 106 V/a, ו LIA עם Hz (48 dB/אוקטובר); B-X-ray המושרה קרן (xbiv ולט) כיסוי באותו אזור כמו פאנל A, נמדד עם זמן לשכון של 0.5 s ו- LIA עם Hz (48 dB/אוקטובר); C-Cu שער ספירת מדידה X-ray (XRF) המדידה, נלקח בו זמנית עם מדידה XRF. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.          איור 11 : מדידה מרובת-מודלית של תקליטורים עם מגעים Pt, נלקח ב beamline 26-מזהה-C של מקור פוטון מתקדם עם אנרגיית הקרן של 10.6 קוו. התפלגות התקליטור A-Pt ו-Cd ממדידה של קרני רנטגן. B-X-ray המושרה זרם (xbic) מדידה נלקח בו זמנית עם מדידה XBIC, ללא נעילת הגברה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.  טבלה 1: עבור מסנני RC בזמן נפרד של הזמנות 1 עד 8, התוצר של קבוע הזמן והתדר, שבו האות מחליש ב-5% (), 50% () ו-95% (),הוא קבוע ונתון בחלק העליון . בחלק התחתון, השהיית הזמן ניתנת, בתוכה האות מגיע ל-5% (),50% () ו-95% (), ביחידות של קבוע הזמן ושל תדירות הגזירה ההופכית. אנא לחץ כאן כדי להוריד את הקובץ הזה של excel. מיכל הקביק מיכל בליץ מיכל בליביק יכולת מרובת-מודלית ++ + + רזולוציה מרחבית ++ ++ – עומק חדירה ++ — + זמינות — – + נזק לדוגמה – — ++ שולחן 2: הערכה איכותית של קרן רנטגן המושרה הנוכחי (xbic), קרן אלקטרונים המושרה זרם (EBIC) ו קרן לייזר המושרה הנוכחי (LBIC).