材料样品库发光特性的快速分析测试方法及装置制造方法及图纸

一种用于材料样品库上材料样品库发光特性的快速分析测试方法，其特征在于先用材料发光光波的激发源激发材料样品库上的所有样品，使材料样品库上的每个样品受激发产生发光光波，再经光学成像后，用光学记录器记载材料样品库上每个样品发出的光波。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于材料发光特性的分析测试方法及装置，主要是材料样品库发光特性的快速分析测试方法及装置。
技术介绍
组合方法是一种用于材料研究的新方法。采用这一方法筛选新材料时，每次可在一个基片上制备大量不同组分的材料样品，构成一个庞大而密集的材料样品阵列，即材料样品库(又称材料芯片)。在这样的组合材料样品库上，不仅每个样品的尺寸很小(可能是面积不足1平方毫米、厚度不足1微米的薄膜)，而且样品的数量很多(可达1000，甚至10000个)、密度很高(可达100-1000样品/平方厘米)。为了实现有效的筛选，需要对样品库上每个样品的性能进行快速的测试分析，从而在较短的时间内判断优良材料的配方。如果采用常规的测试手段，逐一对材料样品库上的每个样品进行测试分析，会耗费很长的时间，使筛选工作变得不切实际。以1英寸见方上32×32＝1024个发光样品的材料样品库为例，如果每个样品光谱的采集时间为半小时左右，则整个测试约需21天。因此，将组合方法用于发光材料的研究，需要一种快速的发光特性记录方法及装置。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种组合式材料样品库发光特性的快速分析测试方法及装置。本专利技术的技术解决方案如下一种用于材料样品库上的材料样品库发光特性的快速分析测试方法，先用材料发光光波的激发源激发材料样品库上的所有样品，使材料样品库上的每个样受激发产生发光光波，再经光学成像后，用光学记录器记载材料样品库上每个样品发出的光波。激发源可以采用激发光源照射整个光致发光材料样品库，激发出样品库上每个样品的光致发光光波，然后利用光学成像和记录装置对这些光波进行记录。或者，采用激发电源将电场加载到电致发光材料样品库所有的样品上，激发出样品库上每个样品的电致发光光波，然后利用光学成像和记录装置对这些光波进行记录。或者，采用激发电子束快速扫描阴极射线发光材料样品库上的各个样品，激发出样品库上每个样品的阴极射线发光光波，然后利用光学成像和记录装置对这些光波进行记录。一种实施材料样品库发光特性的快速分析测试方法的装置，由材料发光光波的激发源、样品架6、成像镜头10和光学记录器12组成，在样品架6上放置材料样品库，材料发光光波激发源、样品架6、成像镜头10和光学记录器12设在工作台上，成像透镜10及光学记录器12位于样品受激发后所产生的发光光波的光路上。根据所采用的激发源的具体情况，本专利技术的技术解决方案可以采用下述三种方案第一整个装置由激发光源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上；固定组合材料样品库的托架置于样品架上，样品架位于激发光源的照射面，成像镜头和光学记录器则位于样品的出射光路上。上述方案中，托架及样品架为透光结构，成像镜头和光学记录器则位于样品的透射光路上；或者，样品架上还设置可调角度的机构，成像镜头和光学记录器则位于样品的出射光路或/和透射光路上。第二整个装置由激发电源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上；固定组合材料样品库的托架置于样品架上，样品库上各样品的激发电极位于样品的两侧，将样品夹在两电极之间，两电极中至少有一个是透光的，所有样品的电极同时和电源相连接；成像镜头和光学记录器则面对透光电极，位于样品的出射光路或/和透射光路上。第三整个装置由带有聚焦和快速扫描电场或扫描磁场的阴极射线源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上；固定组合材料样品库的托架置于样品架上，样品架位于阴极射线源所形成的激发电子束的扫射面；样品与样品库基片以及样品架之间电导通，样品架和阴极射线源共同接地；成像镜头和光学记录器则位于样品的出射光路或/和透射光路上。上述方案中，光学记录器可以用光学照相底片、彩色CCD或带滤光片组的单色CCD。也就是说，本专利技术是将激发源(包括激发光源、激发电源、激发电子束等)与面发光样品的彩色成像或光谱成像技术结合起来，并用于材料样品库上大量微小样品发光特性的快速记录，配合计算机分析系统，可以极大地提高组合方法研究材料发光性能的速度。本专利技术是基于以下原理提出的当发光材料受到合适的能量激发时，材料本身会被激发出反映其特性的光波。根据此原理，若以合适的激发光源同时照射整个光致发光材料样品库，或通过激发电源将合适的电场加载在整个电致发光材料样品库上，或通过激发电子束快速扫描阴极射线发光材料样品库上的各个样品，样品库上的各个样品就会根据其本身的特性被激发出不同的光波，利用光学成像和记录装置同时对这些光波进行记录，即可反映出样品库上各个样品的发光特性，从而一次性完成样品库上所有材料的发光特性测量。这一过程可采用以下具体结构的装置来实现如果组合筛选光致发光材料，整个装置由激发光源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上；固定组合材料样品库的托架置于样品架上，样品架位于激发光源的照射面，成像镜头和光学记录器则位于样品的出射光路(即样品表面直接向外发射光波的光路)上，对样品受激发后所产生的光波进行记录，托架及样品架一般为非透光结构(若为透光结构亦可)。其中的激发光源可以是流气式空心阴极灯、紫外灯、激光器或X射线发生器等。当需要采用真空紫外光激发材料样品库时，可采用流气式空心阴极灯，此时应配合真空光学腔及适当的配气系统、抽气系统使用。当需要采用紫外光激发材料样品库时，则可采用紫外灯，无需真空系统，只需用适当滤光片滤出相应的辐射波段照射样品。或者，可直接选用所需波段的激光器作为激发光源，如果激光器的光束较小，可在光路上加装扩束装置，使得光束可以同时照射整个材料样品库。当需要采用X射线激发材料样品库时，则可采用X射线发生器，无需真空系统，用适当的X射线滤光片滤出相应波段的辐射照射样品。若上述方案中，托架及样品架为透光结构(例如中空的框架结构，或采用透光材料制作的平板结构)，则成像镜头和光学记录器也可以位于样品的透射光路(即样品透过基片向外发射光波的光路)上，此时样品库基片亦应采用透光材料制作。或者，样品架上还设置可调角度的机构，成像镜头和光学记录器则可位于样品的出射光路或/和透射光路上，根据需要自选、只要便于记录即可。如果组合筛选电致发光材料，则将样品库上各个样品的激发电极与激发电源相连即可。整个装置由激发电源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上；固定组合材料样品库的托架置于样品架上，样品的激发电极分别位于样品的两侧(即电极将样品夹在中间，两电极中至少有一个是透光的)，所有样品的电极同时和电源相连接将激发电压加到所有的样品电极上，在所有的样品中形成电场。成像镜头和光学记录器面对透光电极，位于样品的出射光路或/和透射光路上(当位于透射光路时，透光电极应位于样品库基片一侧，且样品库基片亦透光)。激发电源可以根据需要采用可调电压的交流或直流电源，以适应不同样品的需要，电压的峰值应高于样品的激发阈值、低于样品的击穿电压。如果组合筛选阴极射线发光材料，则以激发电子束快速扫描样品库上的每个样品。整个装置由带有聚焦和快速扫描电场或扫描磁场的阴极射线源、样品架、成像镜头和光学记录器组成，置于同一工作平台上。此时应配合真空光学腔及适当的抽气系统使用，使阴极射线源和样品库处于真空之中。阴极射线源发出合适能量的激发电子束快速扫描样品库上的各个样品。固定组合材料样品库的托架置于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高琛，刘小楠，崔宏滨，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：