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只需 5 分钟,即可直接在大气环境中测量电离势能。

AC系列

AC 系列可对电离势能进行高灵敏度、简单快速的测量,这对于有机半导体至关重要。

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提供演示测试

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AC系列产品广泛应用于各个行业。

  • ac-icon01

    有机发光二极管
    (OLED)

  • ac-icon02

    钙钛矿太阳能电池
    (PSC)

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    有机场效应晶体管
    (OFET)

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    有机光电二极管
    (OPD)

  • ac-icon05

    有机太阳能电池
    (OSC)

关于AC系列

AC系列是一种大气中光电子分光产额能谱仪(PYSA),基于一种能够在大气条件下检测和计数光电子的开放式计数器(OPEN COUNTER)。该OPEN
COUNTER由宇田应之博士在理化学研究所(RIKEN)工作期间发明。
AC系列可用于测量功函数、电离势能、膜厚度、表面污染和单分子吸附。

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在有机电子器件行业,包括OLED和钙钛矿太阳能电池,电离势能测量对于研发和生产都至关重要。
功函数和电离势能可以估算金属和有机材料的HOMO能级,从而决定构成有机电子器件的材料之间的电荷转移。
然而,根据测量设备的不同,电离势能分析面临着诸多挑战:样品通常需要放入真空室,测量耗时较长,可能需要经过培训的操作人员,强烈的紫外线照射可能会导致样品降解,而且初始投资和运行成本往往较高。
AC系列为各行各业提供最专业的解决方案。

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    可以在大气环境中简单快捷地进行测试,仅需五分钟

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    高度的重现性和重复性

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    测量时间短,初始成本/运营成本低。

对于有机半导体行业的研发和制造团队而言,
AC 系列是进行功函数和电离势能测量的可靠选择。

AC系列测试原理

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AC系列是一种表面分析仪器,它用紫外光照射样品,利用OPEN
COUNTER检测和计数通过光电效应发射的光电子,从而能够快速简便地测定空气中的电离势能和功函数。

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紫外灯发出的紫外光经光栅光谱仪色散后,产生波长为λ(频率为ν)的单色光。该单色光以光子能量E = hν = hc/λ照射样品,其中h为普朗克常数,c为光速。随着光子能量的增加,当能量超过阈值时,光电子会从样品表面发射出来。该阈值对于金属而言称为功函数,对于半导体而言称为电离势能。

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AC系列是一种用于计数光电子的装置。我们考虑光电子产额Y,它是指每个入射到样品上的光子所产生的发射光电子数。已知电离势能(IP)或功函数(φ),入射光能量hν、功函数φ和光电子产额Y之间的关系为Y^n ∝ (hν - φ)。指数n对于金属通常为1/2,对于半导体通常为1/3。
换句话说,通过改变入射光的能量并计数光电子,可以计算出电离势能或功函数。这就是AC系列的测量原理。

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AC系列采用专用的OPEN COUNTER,
能够对空气中的光电子进行计数。在该计数器中,大气中的氧分子作为载体,将光电子输送到探测器内部,在那里光电子被放大并通过电子雪崩进行检测。在空气中,这些雪崩不一定会自猝灭。因此,一旦检测到雪崩,就会立即调整栅极电压以终止雪崩。这种方法能够对单个光电子进行计数。

超过1600篇以上的相关论文著作

AC系列仪器是理研计器株式会社自1986年起生产和销售的经典仪器。它广泛应用于科研和生产环境中,用于测量电离势能和功函数,包括有机电致发光和钙钛矿太阳能电池等应用。截至2024年9月,该仪器已被1600多篇科学论文引用。

精选论文

生产现场案例研究

Ionization Potential Management for Lot-to-Lot Variation in OLED Materials.
OLED

OLED材料批次间差异的电离势能管理

有机半导体材料即使批次间差异很小,其性能也会有所不同。AC系列产品通过测量电离势能并控制能级变化,有助于稳定大规模生产中的产品质量。

Energy Level Evaluation Associated with Storage Degradation in OLED Materials
OLED

OLED材料存储衰减相关的能级评估

有机半导体材料易受储存条件和时间变化的影响。AC系列仪器测量电离势能,并根据电离势能的变化评估材料性能衰减情况,所得测量数据用于进货检验和库存控制。

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OLED

薄膜镀层后电离势能的评估

有机半导体材料的性质会随沉积条件而变化。AC系列产品通过快速测量沉积后的电离势能,能够在接近实际使用条件下进行评估,并支持工艺优化。

特征

01

可以在大气环境中简单快捷地进行测试,仅需五分钟

OPEN COUNTER能够在空气中进行测量,同时保持高灵敏度,从而可以在样品的实际工作环境中对其进行评估。由于无需真空系统,因此具有以下优势:
• 电离势能 (IP) 和功函数 (Φ) 可在约 5 分钟内轻松测量,从而加速新材料的开发并实现对批量生产产品的质量检测。
• 初始成本和运行成本均可降低。

简易测量设置

快速测量与分析

02

最大限度减少样品损伤,确保高度的重现性和重复性。

OPEN COUNTER能够逐个检测和计数单个光电子,灵敏度极高。这种超灵敏的电子测量技术即使在紫外光照射较弱、光电子发射量低或测量时间短的情况下,也能获得足够的数据。由于所需的紫外光照射强度和光电子发射量均可保持在较低水平,因此样品损伤得以最小化。由此,可获得稳定且可重复的结果,使该系统适用于批量生产产品的质量控制等应用。

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03

测量时间短,初始成本/运营成本低。

由于测量可在常压下进行,无需真空设备,因此初始成本较低。
此外,常压测量允许快速更换样品,从而缩短总测量时间并简化操作。结合专用软件,任何人都能轻松进行测量和分析,这些优势可降低运营和人员成本。

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与其他电离势能和功函数测量方法的比较

除了AC系列之外,其他用于测量电离势能和功函数的仪器还包括在真空环境下运行的紫外光电子分光能谱仪(UPS)和电流式光电子能谱仪(PYS),后者通过检测大量光电子并将其转化为电流来测量电离势能和功函数。其中,AC系列仪器凭借其OPEN COUNTER设计,可在空气中测量电离势能(IP)和功函数(Φ),且具有样品损伤小、重现性和重复性高、操作简便等优点,仅需约5分钟即可完成测量。该系列仪器能够加速有机发光二极管、钙钛矿太阳能电池和量子点器件等领域的研究开发和高效评估。

项目 AC系列 UPS 电流式 PYS
销量 star star star star star star star
测试时间 star star star star star star
对样品的影响
灵敏度 star star star star star star star
成本控制 star star star star star
测试简单 star star star star star star

规格

型号 AC-2S AC-2S Pro α AC-2S Pro β AC-3
款式

基本款

专业款

最大支持 7.0 eV能量的进阶款

测试原理

大气中光电子分光产额能谱法
Photoemission yield spectroscopy in air (PYSA) (检测器:低能量电子计数器)

能量测试范围

3.4~6.2 eV (364~200nm)

2.0~6.2 eV (620~200nm)

3.4~6.2 eV (364~200nm)

4.0~7.0 eV (310~177nm)

重复性(标准偏差)

Work Function 0.02 eV (sample: Au plate)

测试时间

标准功函数测试时间: 约为五分钟*
* 测试范围: 4.2 - 6.2 eV, step: 0.1 eV, count time: 5 s per step

最大计数
(CPS: Electron Count per Second)

4,000 cps

2,000 cps​

紫外光源

氘 (D2) 灯源

激光激励等离子体光源

氘 (D2) 灯源

最小光强

1.0nW以下 (at 5.9 eV)

5.0nW以下 (at 5.9 eV)

1.0nW以下 (at 5.9 eV)

5.0 nW以下 (at 5.9 eV)

最大光强

500 nW 以上 (at 5.9 eV)

2,500 nW 以上 (at 5.9 eV)

200 nW 以上 (at 5.9 eV)

100 nW 以上 (at 5.9 eV)

光斑大小

4 × 4 mm2 以下

4 × 4 mm2以下

0.4 × 0.4 mm2以下

2 mm × 5 mm(由于光线经凹面镜汇聚,因此不存在色差)

分光器

光栅式单色器

氮气置换的光栅式单色器

样品大小

50 mm×50 mm (max.), 厚度 10 mm (max.)

30 mm × 30 mm (max.)厚度 10 mm (max.),

多点测试

最大4点,自动采样

单点测试

操作环境温湿度

15 °C - 35 °C (无骤变), up to 60 % RH (无结露)

15°C to 35°C(无骤变)
20% to 60% RH (无结露)

电源

100 - 240 V AC, 50/60 Hz, 5 A (max.)

主机: 100 - 240 V AC, 50/60 Hz, 5 A (max.)
激光光源LDLS (AC adapter): 100 - 240 V AC, 50/60 Hz, 2.5 A
激光光源LDLS (主机): 12 V DC, 120 W
温控机: 100 V AC (±10 %), 50/60 Hz, 1 A (max.)

100 V to 240 V AC,
50/60 Hz, 5 A (max)

干燥空气

0.1 - 0.2 MPa, 0.5 L/min (测试状态), 2.0 L/min (清洗状态)*
*空气供应另有规定。我们建议选购压缩机(需另行购买)).
(请联系理研计器当地的经销商)

0.5 MPa to 0.7 MPa, 5 L/min

氮气供给

N/A

0.5 MPa to 0.6 MPa,
2 L/min (测试状态),
5 L/min (置换状态)

尺寸

LC (光源):
约 480 (W) × 317 mm (H) × 450 mm (D)
DC (测试单元):
约 465 (W) × 360 mm (H) × 450 mm (D)

LC (光源)*: Approx. 623 (W) × 317 mm (H) × 450 mm (D)
DC (测试单元): Approx. 465 (W) × 360 mm (H) × 450 mm (D)
温控机: Approx. 200 (W) × 163 mm (H) × 150 mm (D)
* LDLS光源的电源内置于 LC (光源)中

约. 740 (W) × 680 (D) × 1,080 (H) mm
(带滚轮)

重量

AC-2S LC (光源):
约25 kg
AC-2S DC (测试单元):约 31 k

AC-2S Pro LC (光源): 约. 30 kg
AC-2S Pro DC (测试单元): 约 31 kg
温控机:约 5 kg

约 120 kg

Demo Test

您也可以将样品寄送至理研计器株式会社(RIKEN KEIKI)申请试测。

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