Badania optyczne w naszym laboratorium koncentrują się na półprzewodnikowych materiałach warstwowych,
które obejmują:
■ dichalkogenki metali przejściowych (MoS2,
MoSe2, MoTe2, WS2, WSe2, ReSe2),
■ monochalkogenki metali (GaS, GaSe, GeS, InSe),
■ trihalogenki chromu (CrBr3, CrCl3, CrI3),
z wykorzystaniem róznorodnych technik mikrospektroskopii optycznej
(średnica plamki światła pobudzającego rzędu pojedynczych mikronów), takich jak:
■ rozpraszanie ramanowskie (RS),
■ fotoluminescencja (PL),
■ pobudzanie fotoluminescencji (PLE),
■ kontrast odbicia (RC),
wykonywanych:
■ w zakresie temperatur (4.2 K - 350 K),
■ w polach magnetycznych do 17 T,
■ w zakresie ciśnień do 100 GPa,
■ w zakresie niskich energii wzbudzeń >10 cm-1 (RS).
Zasadniczym elementem układu jest kriostat przepływowy Cryovac Konti Micro
wykorzystywany do pomiarów w zakresie temperatur od ciekłego helu (4.2~K) do przeszło 350 K, który jest umieszczony na zmotoryzowanym stoliku umożliwiającym zoutomatyzowane
mapowanie przestrzene mierzonego sygnału.
Układ jest wyposażony w zestaw obiektywów mikroskopowych Mitutoyo o różnym powiększeniu (100x, 50x, 20x, oraz 10x),
co zapewnia pomiary w skali mikro (plamka pobudzająca rzędu 1 µm2) oraz zestaw elementów optycznych do zaoutmatyzowanych pomiarów z rozdzielczością
polaryzacyjną (półfalówki, ćwierćfalówki oraz polaryzatory).
Określenie miejsca pomiaru jest zapewnione przez podświetlenie powierzchni próbki z wykorzystaniem lampy halogenowej, którego obraz jest mierzony przez kamerę CCD.
Detekcję sygnału zapewnia spektrometr Princeton Instruments SpectraPro HRS o długości 750 mm
wyposażony w zestaw trzech siatek dyfrakcyjnych (300, 600 oraz 1800), zapewniających pomiary z różną rozdzielczością spektralną dopasowaną do typu przeprowadzonego eksperymentu
oraz mierzonej próbki. Spektrometr jest sprzęgnięty z kamerą CCD PyLoN eXcelon, chłodzoną ciekłym azotem, o wysokiej czułości oraz szerokim
zakresie spektralnych od światła widzialnego do bliskiej podczerwieni (400 nm - 1100 nm).
Pobudzanie w przeprowadzanych eksperymentach jest zapewniane przez zestaw laserów o długościach fal: 405 nm, 488 nm, 515 nm, 561 nm, 633 nm, 660 nm i 785 nm, oraz lampa halogenowa.
Ponadto, do pomiarów widm z innymi długościami fal lub w przypadku pomiarów widm pobudzania fotoluminescencji mogą być wykorzystane lasery strojone o zakresach: 575 nm - 625 nm, 620 nm - 670 nm, 700 nm - 860 nm oraz źródło supercontinuum
o strojonym zakresie spektralnym (400 - 1000 nm).
Zasadniczym elementem układu jest magnes nadprzewodzący Cryogenic
wykorzystywany do pomiarów w zewnętrznym polu magnetycznym do 17 T oraz w szrokim zakresie temperatur (6 K - 300 K).
Próbka jest umieszczana w specjalnie zaprojektowanej czcince z dostępem optycznym na zestawie elementów piezo Attocube umożliwiających mapowanie przestrzene.
Skupienie światła pobudzającego, jak również zbieranie sygnału, jest zapewnione przez obiektyw mikroskopowy Attocube, który
może pracować w niskich temperaturach oraz w polach magnetycznych i zapewnia plamkę pobudzającą rzędu 1 µm2.
Zestaw elementów optycznych umożliwia zaoutmatyzowane pomiary z rozdzielczością polaryzacyjną (półfalówki, ćwierćfalówki oraz polaryzatory).
Określenie miejsca pomiaru jest zapewnione przez podświetlenie powierzchni próbki z wykorzystaniem lampy halogenowej, którego obraz jest mierzony przez kamerę CCD.
Detekcję sygnału zapewnia spektrometr Princeton Instruments SpectraPro HRS o długości 500 mm
wyposażony w zestaw trzech siatek dyfrakcyjnych (300, 600 oraz 1800), zapewniających pomiary z różną rozdzielczością spektralną dopasowaną do typu przeprowadzonego eksperymentu
oraz mierzonej próbki. Spektrometr jest sprzęgnięty z kamerą CCD PIXIS eXcelon, chłodzoną elektrycznie, o wysokiej czułości oraz szerokim
zakresie spektralnych od światła widzialnego do bliskiej podczerwieni (400 nm - 1100 nm).
Pobudzanie w przeprowadzanych eksperymentach jest zapewniane przez zestaw laserów o długościach fal: 405 nm, 488 nm, 515 nm, 561 nm, 633 nm, 660 nm i 785 nm, oraz lampa halogenowa.
Ponadto, do pomiarów widm z innymi długościami fal lub w przypadku pomiarów widm pobudzania fotoluminescencji mogą być wykorzystane lasery strojone o zakresach: 575 nm - 625 nm, 620 nm - 670 nm, 700 nm - 860 nm oraz źródło supercontinuum
o strojonym zakresie spektralnym (400 - 1000 nm).
Zautomatyzowany układ opiera się na spektrometrze HORIBA LabRAM HR
wykorzystywany do pomiarów w temperaturze pokojowej w szerokim zakresie spektralnym od bliskiego ultrafioletu do bliskiej podczerwieni.
Próbka jest umieszczona na zmotoryzowanym stoliku umożliwiającym zautomatyzowane mapowanie przestrzene mierzonego sygnału.
Układ jest wyposażony w zestaw obiektywów mikroskopowych o różnym powiększeniu,
co zapewnia pomiary od skali mikro (plamka pobudzająca rzędu 1 µm2).
Określenie miejsca pomiaru jest zapewnione przez podświetlenie powierzchni próbki z wykorzystaniem lampy halogenowej, którego obraz jest mierzony przez kamerę CCD.
Detekcję sygnału zapewnia spektrometr HORIBA LabRAM HR o długości 800 mm
wyposażony w zestaw dwóch siatek dyfrakcyjnych (300, 1800), zapewniających pomiary z różną rozdzielczością spektralną dopasowaną do typu przeprowadzonego eksperymentu
oraz mierzonej próbki. Spektrometr jest sprzęgnięty z kamerą CCD Syncerity, chłodzoną elektrycznie, o zakresie spektralnym 200 nm - 1000 nm
oraz z detektorem Symphony II InGaAs , chłodzonym ciekłym azotem o zakresie spektralnym 800 nm - 1600 nm.
Pobudzanie w przeprowadzanych eksperymentach jest zapewniane przez zestaw laserów o długościach fal: 325 nm, 473 nm, 532 nm, 633 nm.