ダブルプリズム超広幅連続分光モノクロメータ

繭を破って出る｜DPM 100ダブルプリズム超広幅連続分光モノクロメータ

材料科学の最前線では、分光技術−この一対の表面光電圧（SPV）、光電流スペクトル（PCS）、光電子放出スペクトル（PES）、光透過スペクトル（OTS）などを含む−半導体欠陥状態を検出するための新たな基準となりつつある。しかし、従来のモノクロメータはスペクトル範囲と迷光干渉に制限され、連続的で高精度な測定を実現することが難しく、これは関連技術の応用潜在力をある程度制約している。現在、この限界は突破されています：Helmholtz-Zentrumチーム（ベルリン）がFreiberg Instruments社と共同で開発したDPM100ダブルプリズム超広幅連続分光モノクロメータ170〜3100 nmの超広範なスペクトル範囲と8桁の迷光抑制優位性により、分光学応用、特に表面光電圧（Surface Photovoltage、SPV）技術に新たな次元を開拓した。

新製品紹介：

従来の光学系は反射ミラーに依存して光路を変化させることが多いが、反射ミラーは精密な較正が必要であり、振動の影響を受けやすい。一方、DPM 100はミラーレス溶融石英双プリズムフレームに基づいて設計されたモノクロメータであり、プリズムの全内部反射特性を通じて直接光路転換を実現し、外部反射ミラーの使用を減らす。図1に示すように、近赤外（0.4 eV）から深紫外（7.3 eV）までの連続測定を実現する。その重要な革新は、光学ガイドガイドのデュアルプリズム回転システムと適応焦点距離レンズ設計にあり、スペクトル分解能がmeV級（例えばUV領域分解能が7 meVまで低い）に達することを確保する。この小型機器は高感度光電測定に最適化され、SPVなどの応用に理想的な光源である。

図1：DPM 100超ワイド連続スペクトルモノクロメータの概念設計、デュアルプリズム構造によるワイドスペクトル連続被覆

製品の概要：

DPM 100の出現は、スペクトル範囲と迷光における従来のモノクロメータの限界を打破することに成功し、分光技術の応用に明らかな向上をもたらした。それは0.4-7.3 eVの超広幅スペクトルをカバーし、赤外から深紫外帯域まで連続的に測定でき、迷光抑制能力は8桁に達し、高分解能と高効率測定の優位性も備えている。これは表面光電圧、光励起過渡電流スペクトル、紫外線光電子スペクトル、光ルミネセンススペクトルなどの分光技術にとって、いずれも強力な支持であり、特にSPV技術の中で際立っており、半導体欠陥状態検出などのシーンの需要をよりよく満たすことができ、これらの分光応用の深い展開に実用的で信頼できるツールを提供した。

製品の利点：

一、超広幅連続スペクトル

カバー材バンドギャップ0.4-7.3 eV（対応波長範囲：3100-170 nm）、図2に示すように、赤外から深紫外までの全帯域スペクトル測定をシームレスにサポートし、格子やフィルタを切り替える必要がない。この構成により、切替格子によるスペクトル断層を回避することができ、従来の装置は紫外−可視光の受渡しで誤差が達することができる。超広範なスペクトル範囲はSiC（3.3 eV）、GaO（4.8 eV）及びダイヤモンド（5.5 eV）などの超広範な禁制帯材料の欠陥の全スペクトル分析に適合することができる。

図2：モノクロメータの全帯域出力連続スペクトル（0.4-7.3 eV）と強度関係

二、ミラーレス溶融石英双プリズム構造

整合窒素パージにより、ミラーめっき損傷による深紫外減衰を除去し、この設計は170 ~ 3100 nmの全帯域エネルギー安定性>95%を保障するが、従来の装置は250 nm帯域未満でスペクトル損失が60%を超える。

三、高級迷光抑制能力

8桁を超える抑制能力（実測迷光は100 fAまで低い）、スペクトル信号の清浄性を確保し、微弱欠陥状態を正確に検出する。

四、高感度と効率

210 dBの広範囲検出器（専*技術DE 102023003991.8）を組み合わせると、fA-級の微弱電流を測定でき、単一点測定時間は1-7秒で、実験効率を大幅に向上させることができる。