원리 및 특성
<관련자료>
• Introduction of APS04 system_KP tech
https://www.kelvinprobe.com/product/aps04/
• Kelvin Probe_KP tech
https://www.kelvinprobe.com/the-kelvin-probe/
• Work function_Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Work_function
<장비원리>
• 본 장비 특징
켈빈프로브는 대기 중에서 프로브 tip을 시료 표면에 근접시켜 비접촉, 비파괴 진동 커페시터 방식으로 전도성 물질의 일함수(Work function)나 반도체 또는 절연 표면의 표면 전위(Surface potential)를 측정하여 페르미 준위(EF) 를 계산한다.
유/무기 반도체 표면의 경우, 빛(백색광 또는 단색광)을 조사한 후 페르미 준위 변화(에너지 밴드 이동)가 반영된 표면광전압(Surface Photovoltage, SPV)을 얻을 수 있다.
금속이나 반도체 표면의 경우, 빛의 세기를 조절하여(광전효과 응용) 절대 일함수를 측정하고, 입사 광자 에너지와 연관된 페르미 준위 근처의 상태밀도(Density of State, DOS)를 연구할 수 있다(대기압 광방출 분광학(Ambient Pressure Photoemission Spectroscopy, APS)).
또한, 3D 표면 일함수 이미지에서 표면 구조, 구성, 박막, 결함 등의 정보를 얻을 수 있다.
규격
제조사 : Kp technology
모델명 : APS04
1. 스캐닝 켈빈 프로브 모듈
- Au 팁 크기/공간 분해능 : 2 mm (Gold Alloy)
- 스캔 범위 : 최대 25 x 25 mm
2. 광방출 분광 모듈
- 에너지 범위 : 3.4 - 7.0 eV (177-365nm)
- UV 광원 : Deuterium Lamp
- UV spot 크기 : 4.5 x 6 mm
3. 광전압 분광 모듈
- 에너지 범위 : 1.2 - 3.1 eV (400-1000nm)
(FWHM : 35 nm @ 400 nm, 70 nm @1000nm)
- 추가 UV-LED: 305, 310, 325, 355, 365, 375, 390, 400nm 파장별
(FWHM 10~30nm)
- 컨트롤 가능 세기 : 0-100%
적용(응용)분야
- 유기(폴리머) 및 무기(Si, Ge, CdS 등) 반도체 표면의 켈빈 프로브는 페르미 준위를 직접 측정
- 반도체, 디스플레이, 2차원물질, 2차전지, 태양전지 소재의 광방출 및 광전압 측정
Ambient-pressure-Photoemission-Spectroscopy-Systems-4pp-2.pdf