Güneş Pillerinin Çok Modal X-ışını Mikroskobu için X-ışını Indüklenen Akım Ölçümleri

XBIC ölçümleri için kilitleme amplifikasyonu kullanmanın en önemli avantajı, sinyal-gürültü oranının standart amplifikasyoniçeren ölçümlere kıyasla dramatik bir şekilde artmasıdır. Başarılı kilitleme artırılmış XBIC ölçümleri için özellikle kritik olan ölçüm ayarları ilk beş bölümde ele alınacaktır. Bunlar: (a) sinyal modülasyonu; (b) amplifikasyon öncesi; (c) LIA’da sinyal karıştırma; (d) LIA’nın düşük geçişli filtre frekansı; (e) LIA’nın düşük geçişli filtre rulosu. Bu ayarların etkilerinin çizimleri Şekil 3, Şekil 4, Şekil 6’dagösterilmiştir. Ölçümler için, bir laboratuvar kurulumu birx-ışını yerine kırmızı bir lazer () kullanılır, bir optik helikopter tarafından 2177.7 Hz modüle. Floresan tüpler önyargı ışık için bir kaynak olarak görev yaptı. DUT, Cu (In,Ga)Se2 (CIGS) emicisi olan ince film bir güneş pilidir. Diğer DUT için farklı ölçüm ayarları seçilse de, uygun ayarları bulmak için burada açıklanan genel kurallar, farklı emici katmanları veya nanotellere sahip güneş pilleri gibi çeşitli DUT için geçerlidir. PA bir amplifikasyon faktörü ile kullanılmıştır. Burada tartışılan etkiler diğer ön amplifikatörler için de aynı şekilde geçerlidir. Başka bir şey belirtilmemişse, LIA’nın düşük geçişli filtre rulosu 48 dB/oct idi. Aşağıdaki bölümler (f)-(i) xbic ölçümlerinin olasılıklarını ve zorluklarını diğer ölçüm modlarıyla birlikte görüntülemek için örnek sonuçlar gösterir. (f) olarak, fly-scanning modunda XBIC ölçümlerinin belirli zorlukları tartışılmıştır. (g), BIR CIGS güneş pilinin XBIC ve XRF ölçümleri birleştirilir ve kilitleme amplifikasyonunun etkisi uygulanan sapma gerilimi ile tartışılır. (h) olarak, XBIV bir CIGS güneş pili için bir ölçüm modu olarak eklenir. (i) olarak, XBIC ve CdS nanowire XRF gelen bileşimsel veriler gösterilir. (f) ile (i) bentlerinde yer alan tüm XBIC ölçümleri için, Malzeme ve Reaktifler Tablosunda belirtildiği şekilde bir PA ve LIA kullandık. (a) Gelen Sinyalin Modülasyonu Şekil 3, (üst satır) olmayan ve (alt satır) yanlı ışık açık bir kapsamla ölçülen önceden güçlendirilmiş DUT yanıtını gösterir. PA akımları gerilimlere dönüştürürken, görüntülenen sinyal volt cinsindendir. Güneş pilinin temas etmesi nedeniyle negatiftir, pa girişinin kalkanına ve çekirdeğine bağlı p- ve n-tipi kontaklar sırasıyla. XBIC ölçümlerinde, güneş pili teması bölüm 1.3.6’da ele alındığı gibi ön temasın gerekli topraklanmasıile yönetilir. protokolün. Şekil 3A ve Şekil 3D’yikarşılaştırarak, floresan tüplerden sapma ışığını açarak -65 mV’ye kaydırılan 8 mV’lik bir ofset sinyaline dikkat ediyoruz. Ayrıca, kısa zaman ölçeklerinde sinyal değişimi önyargı ışığı ile önemli ölçüde geliştirilmiştir. Yaklaşık 70 mV’lik böyle bir sapma dengeleme, PA ve LIA’nın kabul aralığındaki sınırlamalar nedeniyle sorunlu olabilir. PA’nın tüm yelpazesini kullanmak istediğimiz için Şekil 3A-C’deki gibi küçük bir ofset tercih edilir. Bu nedenle, ortam aydınlatması gibi kasıtsız önyargının tüm kaynakları ortadan kaldırılmalıdır. Şekil 3B,C,E, F’de görüntülenendoğranmış foton kaynağının eklenmesi, ışın helikopter bıçağından geçerken, yanlı ışıklı ve yanlı ışıksız hem de aynı miktarda indüklenen sinyali artırır; Işın bıçak tarafından engellendiğinde, sinyal beklendiği gibi ilgili ofset düzeyinde kalır. Helikopterin frekansı Şekil 3B ve 3E’nin sinyalinde ms ile belirgindir. Şekil 3D-F’de90 kHz frekansta ek bir modülasyon alıyoruz. Bu yüksek frekanslı modülasyonun kaynağı, 45 kHz’de sürülen floresan tüpün elektronik balastıdır. Kilitleme amplifikasyonu, şekil6’da gösterildiği gibi, katkıları farklı modülasyon frekanslarından ayırt etme yeteneğine sahip olsa da, gürültü sinyalinin azaltılması iyi bir ölçüm için çok önemlidir. Ortam ışığı sadece bir olası kaynaktır, ancak diğer elektronik cihazlar da gürültüye neden olabilir, bu da sinyalin üzerine yerlebir edilir. Yanlı ışık her zaman istenmeyen gürültü değildir, ancak genellikle önyargı ışığı nın DUT’yi çalışma koşullarına ayarlamak için kasıtlı olarak uygulandığını unutmayın. Şekil 3B,C,E,F, Biz daha fazla ışıklama yoğunluğu nun değişmesi üzerine DUT yanıtı gecikmiş olduğunu unutmayın. Bu artış zamanı etkileri bir sonraki bölümde daha ayrıntılı olarak ele alınacaktır ve burada iki farklı etkileri kaynaklanmaktadır: Birincisi, 2177.7-Hz modülasyonu üzerine DUT tepkisinin dik artış ve azalma PA düşük geçiş filtresi tarafından geciktirilir. İkinci olarak, sinyal daha yavaş zaman ölçeklerinde artmaya/azalmaya devam eder (örneğin, Şekil 3C’de0,68 ile 0,80 ms arasında görülebilir), ki bu da güneş pilindeki kusur durumlarının işgal kinetiklerine atfetmektedir. (b) Amplifikasyon Öncesi PA sadece DUT modüle sinyal güçlendirir ama önemli ölçüde dalga formunu değiştirebilirsiniz. Yukarıda da belirtildiği gibi, güneş pilinin kontaklar, aydınlatma üzerine negatif gerilim ölçülür. Şekil4’te gösterilen ölçümler için sapma ışığı eklenmedi. Ölçümler, amplifikasyon mukavemeti sabit tutulduğunda etkilerini göstermek için artan filtre yükselme süreleri ile alınmıştır. Çoğu durumda, filtre yükselme süreleri donanımampasyon ile birleştiğinde. Amplifikasyon ne kadar güçlüse, yanıt süresi o kadar uzun olur ve PA36,37’dekidüşük geçişli filtrenin kesme frekansı o kadar küçüktür. Şekil4’ün üst panelinde olduğu gibi 10 μs’lık bir filtre yükselme süresiyle, sinyal zar zor geciktirilir, nominal pik-tepe aralığını yaklaşık 10 mV’den -65 mV’ye kadar uzanır ve en yüksek değerlerdeki platolara ulaşır. 100 μs filtre yükselme süresi ile, gecikme etkileri modüle sinyal görünür ama modülasyon hala farklı ve genlik 10 μs için benzer bir aralıkta. 1 ms’lik bir filtre yükselme süresi modülasyon döneminden (0,46 ms) daha uzundur. Bu nedenle, modülasyon 10 mV’nin altındaki genliklere bastırılır ve şekil sadece yükselen ve düşen kenarın başlangıcını yansıtır, ki bu da nicel XBIC ölçümleri için uygun değildir. Kazanç ve filtre yükselme süresi arasındaki bu bağlantı, özellikle hızlı modülasyon frekanslarının birleşimi için, güçlü amplifikasyon ile akılda tutulmalıdır. (c) Sinyal Karıştırma Standart sinyal amplifikasyonu ile kilitleme amplifikasyonu arasındaki temel fark, DUT sinyalinin referans sinyali ile karıştırılması ve ardından yüksek frekansların düşük geçişli bir filtre ile bastırılmasıdır. Karıştırma için sinyal yolu Şekil5’te gösterilmiştir. Sinyal karıştırma tartışma için, birkaç basitleştirmeler yapılır. Referans sinyali sinüzoidal sinyal olarak tanımlanabilir. (6) bir , genlik nerede ve referans sinyalinin modülasyon frekansı. LIA içine beslenen DUT modüle sinyal olarak benzer bir şekilde temsil edilebilir (7) , genlik nerede ve DUT sinyalinin modülasyon frekansı, ve referans sinyali için DUT sinyalbir faz ofset olduğunu. (1) ve (2)’den sonra, karışık sinyal: (8) olarak . DUT modülasyon frekansı referans frekansı, . Bu nedenle, trigonometrik ilke (9)  farklı frekansları ile iki dönem toplamı olarak yeniden yazmak için kullanılabilir: (10) olarak . Düşük geçişli filtre, hızlı sinyali azaltır, kilitlenme yükseltilmiş sinyali yaklaşık38,39 (11) olarak . Referans sinyali ile karışık DUT sinyali faz içi bileşen denir ve 90 ° faz-shifted referans ile karışık DUT sinyali quadrature bileşeni denir: (12)  (13) olarak , “13” dedi. Eq. (12) ve (13) gönderen RMS genliği (14) hem de faz (15) karışık sinyal iki bağımsız arcus teğet fonksiyonu ile elde edilebilir. Birçok LIA ölçümler sırasında sıfıra ayarlamak için ayarlanmış bir iç faz var. (d) Düşük Geçişli Filtre Frekansı Şekil 6, yanlı ışık ve farklı düşük geçişli filtre ayarlarının kilitlenme güçlendirilmiş RMS genliği üzerindeki etkisini gösterir. Farklı filtre parametrelerinden elde edilen sinyali aynı anda kaydetmemize izin veren bir LIA kullandık. Düşük geçişli bir filtrenin kesme frekansı, sinyalin ‘ye düşürüldüğünü tanımlar. Düşük frekanslar iletilirken, daha yüksek frekanslar bastırılır. Şekil 6A,E, gürültüyü veya düşük frekansmodülasyonlarını etkili bir şekilde ortadan kaldırmayan ancak ham sinyalle geçmelerini sağlayan = 466.7 kHz ile doğrudan sinyali gösterir. Ham önceden güçlendirilmiş sinyalin RMS  genliğine dönüştürülmesi, frekanslar için yeterince aşağıda ek bir faktöre yol açtır. Örneğin, sabit bir giriş gerilimi olarak çıktı. Şekil 6E’deki ortalama ofset sapma ışığı olmadan (ortalama 2 mV) ihmal edilebilir ken, yanlı ışıkla ortalama 75 mV’ye yükselir (Şekil6A). Fark Şekil 3A ve Şekil 3Darasında karşılaştırılabilir gücü , ancak bu ayrı ölçümler olduğunu dikkat edin. Her iki durumda da, doğrama kaynağının açılımı, Şekil 3B ve Şekil 3E’ de gÃ1/4nÃ1/4n gÃ1/4ã§lÃ1/4ä Ã1/4nÃ1/4n en tepeye olan deÄ iÅ tirilmesine  tekabül eder. . Şekil 6B,F’de, RMS genliği 1000 Hz ile düşük geçişli bir filtre kullanılarak görüntülenir. Yine sapma ışığı nedeniyle Şekil 6B’de bir ofset görülebilir, ancak ofset ortalama 18 mV civarında daha küçüktür. Bu dengeleme, floresan ışığın 100 Hz modülasyonundan kaynaklanırken, 90 kHz modülasyon düşük geçişli filtre tarafından engellenir. Ayrıca, ortalama sinyal değeri 32 mV’ye karşılık gelen 46 mV civarında ki tepeden tırnağa değişimle ‘ışın üzerinde’ durumunun gürültü seviyesi hala önemlidir. Yanlı ışık olmadan (Şekil6F)ortalama değeri 23,5 mV olan ‘ışın’ sırasında pik-to-peak varyasyonu yaklaşık 17 mV’dir. ‘Kiriş kapalı’ sırasında ortalama ofset 0,5 mV daha küçüktür. Bu ölçümler, 1000 Hz ile düşük geçişli filtre ve 2177.7 Hz doğrama frekansının kombinasyonunun ideal olmadığını göstermektedir: modülasyon frekansını taşıyan sinyal sadece kısmen çıkarılsa da, düşük geçişli filtre tarafından tamamen bastırılmasa Filtre. Kalan bölüm ‘ışın üzerinde’ durumu  sırasında önemli zirve-to-tepe varyasyonları yol açar. Yanlı ışık mevcut olduğunda, floresan lambaların net frekansı nedeniyle 100 Hz modülasyon daha da tepeye pik değerleri artırır. Şekil 6C,G, önyargı ışık etkisi minimal olarak görülebilir: 10.27 Hz düşük geçiş filtresi en gürültü ve floresan ışık modülasyonu keser ve net bir ışın kaynaklı sinyal ayıklanabilir. Burada pek görülmüyor olsa da, gürültünün ofset ve yayılması önyargı ışığıyla hala biraz daha fazla. Bunun nedeni helikopter tekerleğinden DUT’a geçen başıboş ışık olabilir. Bu nedenle, sokak ışığı modülasyonu önlemek için helikopter çok yukarı uygulamak için tavsiye edilir. Şekil 6B,H Şekil 6B6 s sonra ‘ışın kapalı’ için ‘ışın’ için değişiklik içine bir zoom vardır ,C,F,G, sırasıyla. 100 Hz’de (floresan lambafrekansı) üst üste bindirilmiş modülasyon Şekil 6D’de 1000 Hz ile düşük geçişli filtre için görülebilir. 1000 Hz ile, Kiriş kapatıldığında. PA’nın yavaş yükselme süreleri için olduğu gibi, LIA’daki düşük geçişli filtrenin düşük olması sinyal değişikliklerine daha yavaş adaptasyona neden olur. Toplamda, 10,27 Hz ve 48 dB/oct (sonraki bölüme bakınız) ile düşük geçişli bir filtrenin hızlı tarama hızı (yüksek değerler lehine) ve yanlı ışık veya gürültünün bastırılması arasında en iyi uzlaşmayı sağladığını gördük (in düşük değerler lehine, en önemlisi ızgara frekansı altında 50 Hz). (e) Düşük Geçişli Filtre Rulo-off Birçok dijital kilit amplifikatör olarak, burada kullanılan model, özellikleri analog direnç-kapasitör RC filtre40olanlara çok yakın olan sözde ayrık zamanlı RC filtreleri veya üstel çalışan ortalama filtreler kullanır. Önceki bölümde tartışılan filtre kesme frekansının dışında, kesme nin eğimini dB/ekim olarak tanımlayan tek bir serbest parametre vardır, filtre sırası. Şekil 7A, bu iki uç arasındaki zaman sabitlerine karşılık gelen farklı kesme frekansları için filtre sırasının frekansa bağlı zayıflama üzerindeki etkisini gösterir. Ölçüm. Filtre zayıflaması, karmaşık aktarım işlevinin mutlak değeri olarak frekans etki alanında40 olarak hesaplanmıştır (16)  frekans ın bir fonksiyonu ve bir zaman sabiti ile sipariş filtresi olarak . Daha yüksek sıralı filtrelerin aktarım fonksiyonları, seri olarak bağlanan tek tek filtrelerin aktarım fonksiyonlarının çarpımıyla elde edilir. Benzer, biz tanımlamak ve sıklığı olarak, hangi zayıflama% 5 ve% 95, sırasıyla. Bu frekansların ürünü sabittir ve kesme frekansları ile filtre süresi sabiti arasındaki dönüşüm için Tablo 1’de verilmiştir. Zaman etki alanında, filtre yanıtı, örnekleme süresine göre aralıklı, ayrık zamanlarda tanımlanan bir giriş sinyalinden , vb.,tekrartekrar hesaplanır: (17)  Filtrelerin yanıtı, Eq. 17’nin birden fazla yinelemesi ile hesaplanır ve . Artan (zaman 0) ve azalan adım işlevine (zaman diliminde) verilen filtre yanıtı, 1’den 8’e kadar olan filtreler için Şekil 7B’de, birimlerindeki zamanın bir fonksiyonu olarak gösterilmiştir. Yanıtın giriş sinyaline göre geciktiğini ve bu gecikmenin . Gecikme, tablo 1’de sırasıyla iletilen sinyalin sırasıyla %5, veya ‘e ulaştığı zaman olarak ölçülür. Doğru filtre rulosu seçimi, denemeyi tasarlarken kesme sıklığı kadar önemlidir. Bölüm (g) bölümünde sunulan uygulama 1’de, 1177 Hz’lik bir helikopter frekansı, 100 ms’lik çalışma süresi ve filtre siparişi 8’de 40 Hz’lik kesme frekansı ile yüksek kaliteli XBIC ölçümleri elde edilmiştir. Tablo1’deki sayılarla , bu , ve . Bu süre, gecikme-eser kullanılmadığı için yaşam süresinden çok daha kısadır. (f) Çalışma Süresi Düzeltmesi Klasik adım modu ölçümlerinde, tarama aşaması nominal konuma taşınır ve hassas konuma ulaşıldıktan sonra o piksel konumundaki ölçümün başlangıcı tetiklenir. Kısa çalışma süreleri için, yerleşme süresi genel tetkik süresi için sınırlayıcı olur, bu da sözde sinek-tetkik veya sürekli ölçüm modlarını motive eder: orada, scan aşaması sürekli hareket eder ve ölçüm verileri kodlanmış piksellere atfedilir işlem sonrası sahne konumu. Ancak, bu Şekil8’de gösterildiği gibi ek sorunlara yol açabilir. Bu durumda, örnek aşamasındaki motorlar yönde düzgün hareket etmiyordu ve piksel başına değişen ikamet süreleri ile sonuçlandı (Bkz. Şekil 8A). Çalışma zamanı değişimleri, Şekil 8C’de görüldüğü gibi doğrudan XBIC ölçümlerinde varyasyonlara dönüşür. Bu nedenle, XBIC sinyalinin, sonuçları Şekil 8D’de gösterilen çalışma süresine göre normalleştirilmesi gerekmektedir. Benzer şekilde, ışın yoğunluğundaki değişimler (Şekil 8B’degösterilmiştir) genellikle foton akısı normalleştirilmesi ile hesaba katılmalıdır. Foton akısı normalleştirilmiş XBIC sinyali Şekil 8E’degörülebilir; mutlak XBIC nicelleştirme üzerinde en az hata için, foton akı kendisi ortanca değerine normalleştirilmiştir. Şekil 8F, xbic haritasının çalışma süresine ve çoğu ölçüm yapıtının etkisini azaltan foton akısına normalleştiğini gösterir. Son olarak Şekil 8G, Eq. kullanarak bir sayım oranından akıma dönüşüm den sonra XBIC verilerini gösterir (1). (g) Uygulama 1: YanlıŠVoltajve XRF olan bir Güneş Pili XBIC Şekil 9A-B, X-ışını kaynaklı akım ölçümlerinde kilit-in amplifikasyonunun sinyal-gürültü oranı üzerindeki etkisini gösterir. Doğrudan sinyalin gürültülülüğü Şekil 9A’dabelirgindir : çizgiden satıra güçlü yoğunluk kontrastları ölçüm yapılarının göstergesidir ve DUT’den ince XBIC varyasyonları rasgele değişen sinyale gömülür. Öte yandan, bu ince özellikler Şekil 9B’deaçıkça görülmektedir. Şekil 9A’daki gürültü seviyesinin, ölçümlerden önce kurulumun optimizasyonuna rağmen bilinmeyen nedenlerle alışılmadık derecede yüksek olduğunu unutmayın. Bu gibi durumlarda, kilit-in amplifikasyonu ile sinyal-gürültü oranı iyileştirmesi, standart amplifikasyona sahip zaten yüksek sinyal-gürültü oranına sahip durumlarda (örn. bölüm (i)’deki uygulama 3)) durumunda, kilit-in amplifikasyonunun yalnızca marjinal gelişmelere yol açar. PA ile, ileri (Şekil 9C) ve ters (Şekil9D)sapma gerilimleri sırasıyla -50 mV ve +50 mV, örnek ve Şekil 9Aalanı uygulandı -B retcanned. Şekil 9B’de görünen baskın özellikler Şekil 9C ve Şekil 9D’dehala görülebilir, ancak haritalar daha gürültülü olduğundan daha az belirgindir. Bunun nedeni, yanlıvoltaj veya yanlaştırıcı ışığın uygulanmasının, genellikle modüle edilmiş XBIC sinyalinden daha büyük büyüklükte bir doğru akıma neden olmasıdır. Sonuç olarak, doğrudan modüle edilmiş sinyaloranı kilit-in amplifikasyonunun uygulanabilirliğini sınırlar. Kötü sinyal-gürültü oranına rağmen, bu kilitleme amplifikasyon önyargı gerilim ve önyargı ışık uygulanan nano ölçekte güneş pili performansının haritalanması sağlar işaret değer, hangi pek aksi takdirde mümkün olurdu30. CIGS güneş pili performansı emici tabaka kompozisyon u7ile ilişkili olduğu gibi,41, Biz XBIC ile aynı anda XRF sinyali ölçüldü. Şekil 9E- F’de Ga ve In konsantrasyonları sunulmaktadır. Her iki unsur da emici tabakanın bir parçasıdır ve bunların oranı güneş pili performansı üzerinde büyük etkisi olduğu kabul edilir7. Ga istatistikleri çok in için daha büyüktür, hangi yüksek emme katsayısı ve uyarma enerji daha az kendini emme nedeniyle 10.4 keV keV. Düşük istatistikler nedeniyle, Haritadaki özellikler neredeyse görünmezdir, Oysa Ga konsantrasyonu Şekil 9B’deki elektriksel performansla ilişkilendirilecek kadar açıktır. Daha yüksek bir sinyal için, bir ya daha uzun yaşam süreleri seçebilir ya da emme kesiti daha büyük bir emme enerjisi seçin. Bu, ışın enerjisinin ilgi çekici unsurlara uyarlanmasının yanı sıra yeterince uzun bir yaşam süresinin önemini de göstermektedir. Uzun yaşam süreleri ve büyük haritalarla, başka bir nokta akılda tutulmalıdır: birden fazla saate yayılan ölçümler sırasında, numune kayması kritik bir konu haline gelebilir. Termal dalgalanmalar (özellikle numune değişiminden veya kötü ısı dağılımı ile büyük motor hareketlerinden sonra) ve mekanik sahne bileşenlerinin kararsızlığı genellikle Şekil 9D’nin dikey konumları karşılaştırılarak görülebileceği gibi numune kaymasına yol açar ve Şekil 9B. (h) Uygulama 2: XBIV ve XRF ile bir Güneş Pili XBIC Şekil 10, hücrenin Şekil 10A’da XBIC ölçme kısa devre koşulu altında ve Şekil 10B’deXBIV’i ölçen açık devre koşulu altında çalıştırıldığı bir CIGS güneş pilinin çok modal bir taraya olduğunu göstermektedir. Şekil 10C’de gösterilen XRF ölçümü XBIV ölçümü ile eş zamanlı olarak alınmıştır. Yeterli XRF sayısını toplamak için, piksel başına çalışma süresi Şekil 10B-C için 0,5 s iken, Şekil 10A’da0,01 s idi. Buna göre, XBIV ölçümü için düşük geçişli filtrede daha düşük bir kesme frekansı XBIC ölçümüile karşılaştırıldığında kullanılabilir (10.27 Hz vs. 501.1 Hz, her ikisi de 48 dB/ekim). Sadece XBIV ölçümleri için, xbic ölçümü için benzer sinyal-gürültü oranına sahip aynı çalışma süresi ve düşük geçişli filtre ayarlarını kullanabilirdik. Ancak, XBIV ile XRF ölçümlerini ayrı XBIV ve XRF ölçümleri yapmaktan çok, çalışma süresini yöneten XRF ölçümü ile birleştirmek genel olarak daha uzun zaman kazandı. Şekil 10Ave Şekil 10B’yi karşılaştırarak XBIC olarak ölçülen kısa devre akımı ile XBIV olarak ölçülen açık devre geriliminin korelasyon gösterdiğini görüyoruz: büyük yüksek ve düşük performanslı alanlar her iki ölçüm modları. Bu, xbic ve XBIV 28’de zıt eğilimlere yol açacak bant boşluğu varyasyonları yerine yerelkalınlık varyasyonlarının ve/veya rekombinasyonların burada performansa hakim olduğunu gösterir. Ayrıca, Şekil 10C dikkate alınarak, düşük Cu sayısı oranı ile ilişkili olduğu gibi düşük performansa sahip belirli alanların, performansın ise diğer alanlardaki Cu sayım oranıyla ilişkili olmadığını görmek mümkündür. (i) Uygulama 3: Bir Nanowire XBIC ve XRF Güneş pilleri ötesinde, temas nanowires24 veya nano-yaprak, yanı sıra kuantum nokta, kilit-in güçlendirilmiş XBIC ölçümleri kar dut diğer örneklerdir. Gösteri için Şekil 11A, XRF ölçümlerinden elde edilen element dağılımını ve Şekil 11B’nin cds nanotellerin ilgili XBIC haritasını gösterir. Pt ve CdS kablosundan yapılmış iki kontak açıkça ayırt edilebilir ve XBIC sinyali eşleşen bir elektrik selamı gösterir. Özellikle dikkat çekici xbic Pt temas altında nanowire elektrik performansını ortaya olabilir gerçektir, Hangi X-ışını nanoprobları benzersiz dir ve sert X-ışınlarıyüksek penetrasyon derinliği atfedilebilir. Nanowire’ın malzeme bileşiminin ve elektriksel özelliklerinin tamamlayıcısı, çoklu modal X-ışını ölçümlerinin avantajlarını örneklemeye neden eder. Şekil 1 : Test (DUT) altındaki bir cihazda kilitleme güçlendirilmiş X-ışını indüklenen akım (XBIC) ölçümleri için kurulum. Işın yolu kırmızı ile betimlenmiştir. Yeşil formlar isteğe bağlı X-ışını floresansını (XRF) ve çoklu modal ölçümler için alan dedektörlerini, sarı ise isteğe bağlı sapma ışığını gösterir. XBIC ölçümleri için donanım bileşenleri siyah renkliyken, XBIC sinyal yolları sırasıyla dolu ve boş daireler olarak gösterilen sinyal çıkışları ve girişleri ile mavidir. Veri toplamadan önce (DAQ), DC (doğru akım) ve AC (alternatif akım) sinyali bir gerilimden frekansa (V2F) dönüştürülür. Alternatif sinyal yolları için tartışma bölümünün (a) bölümüne atıfta bulunuruz. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 2 : X-ışını kaynaklı akım dahil olmak üzere multimodal X-ışını mikroskobu ölçümleri için optimize edilmiş kinematik numune tutucu örneği. İnce bakır teller, gümüş boyalı bir Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) güneş pilinin ön ve arka kontaklarüzerine monte edilir ve PCB kontaklara bağlanır. Poliimid bant, numunenin kısa devreden kaçınarak telleri ayırmak için kullanılır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 3 : Önyargılı ışık ve modüle ışınlama üzerine önceden güçlendirilmiş güneş pili tepkisi. Önyargı ışık olmadan üst satır, önyargı ışık ile alt satır: A & D – Kiriş kapalı; B & E – ışın; C & F – B & E. kırmızı dikdörtgen içine zoom bu şeklin daha büyük bir sürümünü görüntülemek için buraya tıklayınız. Şekil 4 : Ön amplifikatörde üç farklı filtre yükselme süreleri (10 μs – mavi, 100 μs – kırmızı, 1 ms – yeşil) ile ön amplifikasyon sonrası güneş pili tepkisi. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın. Şekil 5 : Kilit amplifikatör31ile sinyal işleme . DUT’den gelen sinyal girişidir ve helikopterden gelen referans sinyalidir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.    Şekil 6 : Kilitleme güçlendirilmiş RMS genliği düşük geçişli filtre kesme frekansları 466,7 kHz (mavi), 1 kHz (mor), 10,27 Hz (kırmızı) ve sabit filtre roll-off 48 dB/oct ile. DUT bir Cu (In,Ga)Se2 güneş pili ile (A, B, C, D) ve olmadan (E, F, G, H) önyargı ışık uygulanır. Doğranmış foton ışınının açık ve kapalı olduğu zamanlar dikey kesik çizgiler olarak rakamlarda gösterilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.   Şekil 7 : Kilitleme amplifikatöründeki düşük geçişli filtre ayarlarının etkisi. A – Frekans etki alanında iki zaman sabiti (ms ve ms) ve filtre siparişleri 1’den 8’e kadar düşük geçişli filtre ile zayıflama. B – Zaman etki alanında düşük geçişli filtrenin iletilen sinyal yanıtı, zaman sabitinin birimlerinde , filtre siparişleri için 1’den 8’e kadar giriş sinyalinin adım benzeri değişimi üzerine 0’dan 1’e zamanında 0’dan 1’e ve saatte 1’den 0’a . Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.   Şekil 8 : Petra III’teki Beamline P06’da bir Cu(In,Ga)Se2 güneş pilinin fly-tcan ölçümü, yaklaşık odaklı bir akı ile 15,25 keV foton enerji de alınan ph/s. PA =   106 V/Ave Lia ile Hz (48 dB/ekim) ile kullanılmıştır. A – dama süresi, B – foton akısı, C – X-ışını indüklenen akım (XBIC); XBIC harita normalleştirilmiş: D – d – dwell zaman, E – foton akısı ortanca değeri, F normalleştirilmiş – dwell zaman ve normalleştirilmiş foton akısı. G – eq. kullanarak sayım oranından akıma dönüşümden sonra normalleştirilmiş XBIC sinyali (1). Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.  Şekil 9 : X-ışını indüklenen akım (XBIC) ve X-ışını floresansı (XRF) bir Cu(In,Ga)Se2 güneş pili ölçümleri, Avrupa Senkrotron Radyasyon Tesisi’ndeki ışın hattı ID16B’de alınan ph/s. PA V/ A, Lia ile Hz (48 dB /ekim) ile kullanılmıştır. Işın enerjisi 10.4 keV, helikopter frekansı 1177 Hz ve düşük geçiş filtresi 40 Hz kesildi. Çalışma süresi 100 ms ve piksel boyutu 40 nm x 40 nm idi. A, B, E ve F haritaları aynı anda alınmıştır; C ve D sırasıyla 50 mIn ve 113 dk sonra tekrar alınır, sırasıyla 50 mV ileri ve ters sapma gerilimi uygulanır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.       Şekil 10 : Bir Cu (In,Ga)Se2 güneş pili multi-modal ölçümü, yaklaşık odaklı bir akı ile PETRA III de beamline P06 alınan ph/s. Işın enerjisi 15.25 keV, helikopter frekansı 8015 Hz ve piksel boyutu 50 nm x 50 nm idi. A – X-ışını indüklenen akım (XBIC) 0,01 s, = 106 V/A ile bir PA ve Hz (48 dB/ekim) ile lia ile ölçülür; B – X-ışını, 0,5 s’lik bir çalışma süresi ve Hz (48 dB/ekim) ile lia ile ölçülen A paneli ile aynı alanı kaplayan x-ışını indüklenen gerilim (XBIV); C – XBIV ölçümü ile eş zamanlı olarak alınan X-ışını floresans (XRF) ölçümünden Cu sayım oranı. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.          Şekil 11 : Gelişmiş Foton Kaynağının Beamline 26-ID-C’de 10,6 keV’lik ışın enerjisi ile çekilen Pt kontaklı cds nanowire’ın multi-modalölçümü. A – X-ışını floresanölçümünden Pt ve Cd dağılımı. B – X-ışını indüklenen akım (XBIC) ölçümü XRF ölçümü ile eş zamanlı olarak, kilitlenme dengelendirmeden alınır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.  Tablo 1: 1’den 8’e kadar olan siparişlerin ayrı zamanlı RC filtreleri için, sinyalin %5(), (),ve (), sabit olduğu veüst kısımda verildiği zaman sabiti ve frekansının ürünü . Alt kısımda, zaman gecikmesi verilir, içinde sinyal%5’eulaşır (), (), ve (),zaman sabitinin ve ters kesme frekansının birimlerinde. Bu excel dosyasını indirmek için lütfen buraya tıklayınız. XBIC EBIC LBIC Çoklu modal kapasite ++ + + Uzamsal çözünürlük ++ ++ – Penetrasyon derinliği ++ — + Kullanılabilir -lik — – + Örnek hasar – — ++ Tablo 2: X-ışınının nitel değerlendirmesi X-ışını kaynaklı akım (XBIC), elektron ışını indüklenen akım (EBIC) ve lazer ışını kaynaklı akım (LBIC).