Name: x-ray beam induced current measurements for multi-modal x-ray microscopy of solar cells
Uploaded: 2019-08-20T15:00:00
Duration: 10 s
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Wir würdigen J. Garrevoet, M. Seyrich, A. Schropp, D. Brückner, J. Hagemann, K. Spiers und T. Boese von der Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) und A. Kolditz, J. Siebels, J. Flügge, C. Strelow, T. Kipp und A. Mews von der Universität Hamburg für unterstützende Messungen an der Beamline P06 bei PETRA III, DESY; M. Holt, Z. Cai, M. Cherukara und V. Rose vom Argonne National Laboratory (ANL) zur Unterstützung von Messungen an der Beamline 26-ID-C an der Advanced Photon Source (APS) an der ANL; D. Salomon und R. Tucoulou von der European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) zur Unterstützung von Messungen an der Beamline ID16B bei ESRF; R. Farshchi, D. Poplavkyy und J. Bailey von MiaSolé Hi-Tech Corp. und E. Avancini, Y. Romanyuk, S. Bücheler und A. Tiwari von den Eidgenössischen Laboratorien für Materialwissenschaft und -technologie (EMPA) für die Bereitstellung von Solarzellen. Wir würdigen DESY (Hamburg, Deutschland), Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft HGF, für die Bereitstellung von Versuchsanlagen. Wir erkennen die Europäische Synchrotronstrahlungsanlage (Grenoble, Frankreich) für die Bereitstellung von Synchrotronstrahlungsanlagen an. Diese Forschung nutzte Ressourcen der Advanced Photon Source, einer Us-Energieabteilung (DOE) Office of Science User Facility, die für das DOE Office of Science von Argonne National Laboratory unter Vertrag Nr. DE-AC02-06CH11357.

Die Autoren haben nichts zu verraten.

In einer Welt, in der der Bedarf an elektrischer Energie ständig steigt, wird eine saubere und nachhaltige Energiequelle immer notwendiger. Eine Möglichkeit, diesen Anforderungen gerecht zu werden, sind Photovoltaik-Anlagen (PV)1,2,3. Für eine gezielte und effiziente Art und Weise der Entwicklung von Solarzellen der nächsten Generation ist es notwendig zu verstehen, wie sich die Zusammensetzung und Struktur der Solarzellen auf ihre Leistung auswirken4. Typische Fragen in der Solarzellenentwicklung sind: Welche Arten von Defekten sind am schädlichsten, und wo befinden sie sich5,6? Gibt es Inhomogenitäten in der Elementarverteilung, und was ist ihre Auswirkungen7,8,9? Wie verändern sich die Solarzellen bei Modulmontage und Alterung10,11?
Da eine Solarzelle nur so gut ist wie ihr schwächster Teil, ist es besonders wichtig, die Wirkung von kompositorischen und strukturellen Schwankungen auf die Leistung in polykristallinen Solarzellen zu verstehen, die von Natur aus unter Inhomogenitäten leiden7, 8. Dies gilt insbesondere für Dünnschicht-Solarzellen (TF), die Absorberschichten mit Kristallitgrößen im Mikrometerbereich enthalten. Hier ist die Wirkung von Korngrenzen auf die Leistung von höchstem Interesse, aber ihre geringe Größe und die Tatsache, dass sie in einem ganzen Layer-Stack vergraben sind, stellen einzigartige Charakterisierungsherausforderungen dar. Darüber hinaus erfordert die komplexe Chemie von Mehrkomponenten-Absorberschichten mit koexistierenden Phasen und internen Gradienten ausgeklügelte Charakterisierungsmethoden12.
Synchrotron-basierte Hart-Röntgenmikroskope sind in der Lage, die Charakterisierungsherausforderungen von TF-Solarzellen zu erfüllen: Sie bieten Röntgenfleckgrößen bis zur Nanometerskala13,14,15,16 und Die Eindringtiefe harter Röntgenstrahlen ermöglicht es, die verschiedenen Geräteschichten17zu untersuchen, einschließlich vergrabener Absorberschichten. Mit einer Fülle unterschiedlicher Messtechniken an einem Raster-Röntgenmikroskop wird es möglich, nicht nur einen, sondern viele verschiedene Aspekte von Solarzellen innerhalb multimodaler Messungen zu untersuchen und die beobachteten Eigenschaften zu korrelieren. So wurden beispielsweise Röntgenstrahl-induzierte Strommessungen (XBIC) erfolgreich mit Röntgenfluoreszenz (XRF)7,18,19,Röntgen-angeregte optische Lumineszenz (XEOL)20, 21und Röntgenbeugung (XRD)22, um die elektrische Leistung mit Zusammensetzung, optischer Leistung und Struktur zu korrelieren, bzw.23.
Bei XBIC-Messungen von Solarzellen oder anderen prüfstehenden Geräten (DUT)24,25setzten die einfallenden Röntgenphotonen Partikelduschen aus Elektronen und Photonen aus, was zu einer Vielzahl angeregter Elektronen-Loch-Paare pro Röntgenphoton im halbleitenden Absorbermaterial. Schließlich werden die Elektronenlochpaare zu den Bandkanten des Solarzellenabsorbers thermischisiert. Daher können diese röntgenerregten Ladungsträger wie Ladungsträger behandelt werden, die durch die Absorption von Photonen mit Energien knapp über der Bandlücke während des normalen Solarzellenbetriebs erzeugt werden, und der resultierende Strom oder die Spannung kann als Röntgenbild gemessen werden. Strahlinduzierter Strom23,26,27 oder Spannung (XBIV)28,29 ähnlich wie häufigere Messungen wie Elektronenstrahl-induzierter Strom (EBIC) oder Laserstrahl-induzierter Strom (LBIC). Folglich hängt das XBIC/XBIV-Signal nicht nur von der Dicke der Absorberschicht ab, sondern auch von der elektrischen Leistung des DUT, sowohl auf mikroskopischer als auch auf makroskopischer Ebene, einschließlich der lokalen Bandlücke, Fermi-Level-Splitting und Rekombination. So sind wir in der Lage, lokale Variationen der Ladungsträger-Sammlungseffizienz zu kartieren, die definiert ist als die Wahrscheinlichkeit, dass ein extern angeregtes Elektronenlochpaar in der Absorberschicht an den elektrischen Kontakten des DUT gesammelt wird.
Beachten Sie, dass nur Elektronenlochpaare, die in der Absorberschicht des DUT erzeugt werden, zum XBIC/XBIV-Signal beitragen. Ladungsträger, die in anderen Schichten wie den metallischen Kontakten oder dem Substrat erzeugt werden, werden sofort neu kombiniert, da sie keine Möglichkeit haben, durch die Kreuzung getrennt zu werden. Daher wirken sich andere Schichten nur auf XBIC/XBIV-Messungen durch sekundäre Effekte wie parasitäre Röntgenabsorption oder die Emission von sekundären Photonen und Elektronen aus, die in der Absorberschicht wieder absorbiert werden können. Im Gegensatz dazu tragen alle Schichten potenziell zum XRF-Signal bei.
Da die XBIC- und XBIV-Signale klein sein können (oft sind Variationen im Sub-Picoampere- und Nanovolt-Bereich von Interesse), lassen sich die Signale leicht im Rauschen vergraben. Daher schlugen wir vor, Die Lock-in-Verstärkung zu verwenden, um die XBIC- und XBIV-Signale30zu extrahieren. Zu diesem Zweck wird der einkommende Röntgenstrahl durch einen optischen Chopper moduliert, wie in Abbildung 1angegeben. Diese Modulation überträgt sich auf das vom DUT erzeugte Signal. Bevor das Signal in den Einsperrverstärker (LIA) eingespeist wird, wird in der Regel ein Vorverstärker (PA) verwendet, um die Rohsignalintensität mit dem Bereich des Analog-Digital-Wandlers am Eingang der digitalen LIA abzugleichen. Die LIA mischt das modulierte Messsignal mit dem Referenzsignal. Durch den Einsatz eines Tiefpassfilters werden nur Frequenzen in der Nähe des Referenzsignals durchundgehen undverstärkt 31. Dies ermöglicht eine effektive Extraktion des XBIC- oder XBIV-Signals aus einem lauten Hintergrund.
Im Protokoll führen wir die Voraussetzungen und Bewegungen ein, die für erfolgreiche XBIC-Messungen einschließlich des Rohsignals (Gleichstrom, GLEICHstrom, GLEICHstrom) und des modulierten Signals (Wechselstrom, AC) notwendig sind. Neben der Beschreibung technischer Details diskutieren wir ein XBIC-Setup im Rahmen multimodaler Messungen an der Beamline P06 bei PETRA III13. Bitte beachten Sie, dass im Vergleich zu den meisten Laborexperimenten die Umgebung von Hütten bei harten Röntgen-Nanosonden eine besondere Planung und Berücksichtigung erfordert. Insbesondere multimodale Messungen mit nanometergroßer Auflösung fordern die Experimentalisten mit einer Vielzahl spezifischer Einschränkungen heraus. Beispielsweise ist elektronisches Rauschen oft mit großen Amplituden von piezobetriebenen Motoren und anderen Geräten, wie z. B. der Stromversorgung von Detektoren, vorhanden. Darüber hinaus muss eine Vielzahl von Geräten und Detektoren mit optimierter Geometrie angeordnet werden, ohne sich gegenseitig zu stören oder Vibrationen zu induzieren. Abbildung 1 zeigt ein typisches Setup für XBIC-Messungen in Kombination mit XRF- und Klein-/Weitwinkel-Röntgenstreuung (SAXS/WAXS).

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:728px;" width="728">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">BNC cabling and connectors</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td style="width:172px;">From generall cable suppliers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Chopper blade</td>
			<td style="width:134px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:123px;">MC1F10HP</td>
			<td>Apart from technical compatibility of the chopper wheel with the chopper system, it should be checked that the chopper blade sufficiently blocks the X-ray beam.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Conductive silver paint</td>
			<td style="width:134px;">Conrad</td>
			<td style="width:123px;">530042</td>
			<td>Alternative products can be obtained from Pelco and others</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Copper wires</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>From cable suppliers for contacting of the solar cell</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Current Preamplifier</td>
			<td style="width:134px;">Standford</td>
			<td style="width:123px;">SR570</td>
			<td>Alternatives include the Keithley 487 or 6487 Picoammeter.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Device under test (DUT)</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td></td>
			<td>Suitable device for XBIC measurements.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Holder with printed circuit board</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Custom design</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Kinematic sample mount</td>
			<td style="width:134px;">Thorlabs</td>
			<td style="width:123px;">KB25/M</td>
			<td>Optional, allows easy positioning and changing of sample. Alternatives include the M-BK-1A from Newport</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:300px;">Lock-in Amplifier</td>
			<td style="width:134px;">Zurich Instruments</td>
			<td style="width:123px;">UHFLI or MFLI</td>
			<td>Whereas the MFLI has current preamplifiers included, the UHFLI requires an external current preamplifier but offers more options. Therefore, the UHFLI was used for the presented experiment.</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:300px;">Measurement control/data acquisition unit</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Available at different synchrotrons.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Optical Chopper</td>
			<td style="width:134px;">Thorlabs</td>
			<td>MC2000B(-EC)</td>
			<td>Alternatives include the choppers SR540 from Stanford Research Systems, or model 3502 from Newport.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">Polyimide tape</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Rolls with different widths and thicknesses are available</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">X-ray source</td>
			<td style="width:134px;"></td>
			<td style="width:123px;"></td>
			<td>Available at different synchrotrons</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

x-ray beam induced current measurements for multi-modal x-ray microscopy of solar cells

Röntgenstrahl-induzierte Strommessungen (XBIC) ermöglichen die Kartierung der nanoskaligen Leistung elektronischer Geräte wie Solarzellen. Im Idealfall wird XBIC gleichzeitig mit anderen Techniken im Rahmen eines multimodalen Röntgenmikroskopie-Ansatzes eingesetzt. Hierbei wird ein Beispiel gegeben, das XBIC mit Röntgenfluoreszenz kombiniert, um Punkt-für-Punkt-Korrelationen der elektrischen Leistung mit der chemischen Zusammensetzung zu ermöglichen. Für das höchste Signal-Rausch-Verhältnis bei XBIC-Messungen spielt die Einsperrverstärkung eine entscheidende Rolle. Durch diesen Ansatz wird der Röntgenstrahl durch einen optischen Chopper vor der Probe moduliert. Das modulierte Röntgenstrahlinduzierte elektrische Signal wird verstärkt und mit einem Einsperrverstärker auf die Chopperfrequenz demoduliert. Durch die Optimierung von Tiefpass-Filtereinstellungen, Modulationsfrequenz und Amplifikationsamplituden kann Rauschen effizient für die Extraktion eines klaren XBIC-Signals unterdrückt werden. Ein ähnliches Setup kann verwendet werden, um die Röntgenstrahl-induzierte Spannung (XBIV) zu messen. Über die Standard-XBIC/XBIV-Messungen hinaus kann XBIC mit Vorspannungslicht oder Vorspannung gemessen werden, so dass die Arbeitsbedingungen von Solarzellen im Freien während In-situ- und Operando-Messungen reproduziert werden können. Letztlich ermöglicht die multimodale und multidimensionale Auswertung elektronischer Geräte im Nanomaßstab neue Einblicke in die komplexen Abhängigkeiten zwischen Zusammensetzung, Struktur und Leistung, was ein wichtiger Schritt zur Lösung der Materialien ist. Paradigma.

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X-ray Beam Induced Current Measurements for Multi-Modal X-ray Microscopy of Solar Cells

Ein Setup für Röntgenstrahl-induzierte Strommessungen an Synchrotronstrahllinien wird beschrieben. Es enthüllt die nanoskalige Leistung von Solarzellen und erweitert die Palette der Techniken für die multimodale Röntgenmikroskopie. Von der Verdrahtung bis zur Signal-Rausch-Optimierung wird gezeigt, wie man modernste XBIC-Messungen an einer harten Röntgenmikrosonde durchführt.

Röntgenstrahl-Induzierte Strommessungen für die multimodale Röntgenmikroskopie von Solarzellen

X-ray beam induced current (XBIC) measurements allow mapping of&#160;the nanoscale performance of electronic devices such as solar cells. Ideally, XBIC is ...

Röntgenstrahlen induzieren einen Strom in vielen elektronischen Geräten. Sehr ähnlich wie sichtbare Photonen in Photovoltaik-Solarzellen. Das Signal wird als Röntgenstrahl-induzierter Strom bezeichnet.Mit anderen Worten, die Prüfgeräte werden als Röntgendetektoren betrieben und XBIC liefert die lokale Geräteleistung. XBIC kombiniert die hohe spezielle Auflösung des elektronenstrahlinduzierten Stroms mit einer hohen Eindringtiefe des Laserstrahlinduzierten Stroms. Diese Kombination liefert die lokale Leistung auch in unterschiedlichen Strukturen wie in gekapselten Solarzellen mit hoher Auflösung.Anhand des XBIC-Signals können wir die räumlich aufgelöste Ladungserfassungseffizienz bestimmen, die für die elektrische Leistung von Halbleitergeräten entscheidend ist. So können grundsätzlich XBIC-Messungen auf allen Systemen durchgeführt werden, die elektrische Reaktionen auf seinem Raum zeigen, wie Solarzellen, Röntgendetektoren, an Nanodrähten von Halbleitern. XBIC-Messungen sind eigentlich überraschend einfach, wenn Man dem Signalweg vom Gerät zu den Verstärkern und der Datenerfassung folgt.Beginnen Sie mit dem Entwerfen eines Probenhalters, um maximale Freiheit für die Platzierung verschiedener Detektoren in unmittelbarer Nähe zu bieten. Stellen Sie den Probenhalter auf eine kinematische Basis, um eine einfache Neupositionierung von Proben mit Mikrometerposition zu ermöglichen. Verwenden Sie eine Leiterplatte, die so konzipiert ist, dass sie als Halterung für das elektronische Gerät für XBIC-Messungen verwendet werden kann.Als nächstes kleben Sie das elektronische Gerät, das getestet werden soll, auf die Leiterplatte. Achten Sie darauf, Kurzschlüsse zu vermeiden, indem Sie Polyimidband verwenden. Fixieren Sie die Kontaktdrähte auch mit Klebeband.Schließen Sie den vorgelagerten Kontakt, der dem einfallenden Röntgenstrahl gegenübersteht, mit dem Schild des Koaxialkabels an. Verbinden Sie dann den nachgeschalteten Kontakt mit dem Kern des Koaxialkabels. Als nächstes montieren Sie die Leiterplatte in den Probenhalter.Dann montieren Sie den Probenhalter auf der Probenstufe. Schließen Sie das Sample über den BNC-Anschluss an der Probenhalterung an. Positionieren Sie die Verdrahtung so, dass kein Montageteil oder keine Verdrahtung den einfallenden Röntgenstrahl oder einen Detektor blockiert.Stellen Sie sicher, dass die Probenverdrahtung dehnungsentlastet ist, damit die Probenbewegungen nicht eingeschränkt werden. Überprüfen Sie, ob die Probe geerdet ist. Drehen Sie nun die Bühne so, dass die Interessenebene senkrecht zum Einfallsbalken ist.Dadurch wird der Strahlbedarf minimiert und die räumliche Auflösung maximiert. Wenn Sie multimodale Messungen durchführen, platzieren Sie die Detektoren um die Probe, z. B. für Röntgenfluoreszenzmessungen. Als Nächstes messen Sie die Signalamplitude des Prüfgeräts, um den Reichweitebereich des Signals unter verschiedenen Bedingungen zu testen.Stellen Sie einen Vorverstärker in der Nähe der Probe auf und schließen Sie ihn an ein Steuergerät außerhalb der Hütte an. Dadurch können Remote-Einstellungsänderungen aktiviert werden, ohne dass die Hütte erneut betreten werden muss, und die Verstärkungseinstellungen werden automatisch gespeichert. Schließen Sie den Vorverstärker an einen sauberen Stromkreis an und schalten Sie ihn ein.Stellen Sie sicher, dass die Signalamplitude des Prüfgeräts mit dem Eingangsbereich des Vorverstärkers übereinstimmt. Es ist eine gute Praxis, die Verstärkung des Vorverstärkers bei minimaler Empfindlichkeit zu halten, wenn keine Messung durchgeführt wird, um eine versehentliche Übersättigung zu vermeiden. Schließen Sie nun das Testgerät an den Vorverstärker an.Angesichts der kleinen Signalamplitude ist es wichtig, die Verdrahtung kurz und in einem Abstand von Geräuschquellen zu halten. Als nächstes teilen Sie das vorverstärkte Signal in drei parallele Signalzweige auf. Diese werden verwendet, um die positiven und negativen DC-Werte zusammen mit den modulierten AC-Komponenten separat aufzuzeichnen.Schließen Sie den Einsperrverstärker an ein Steuergerät außerhalb der Hütte an. Schalten Sie es von einem sauberen Stromkreis aus. Stellen Sie sicher, dass der Ausgang des Vorverstärkers unter allen Bedingungen mit dem Eingang des Verriegelungsverstärkers übereinstimmt.Hier beträgt die maximale Leistung des Vorverstärkers 10 Volt, der maximale Eingangsbereich des Einsperrverstärkers 1,5 Volt. Testen Sie daher die Signalamplitude nach dem Vorverstärker und stellen Sie sicher, dass der Eingangsbereich des Einsperrverstärkers maximal ist. Schließen Sie als nächstes den Ausgang des Vorverstärkers an den Eingang des Einsperrverstärkers an.Montieren Sie den Röntgen-Chopper auf einer motorisierten Bühne mit der Möglichkeit, sich in den Röntgenstrahl ein- und auszusteigen und ihn über einen Chopper-Controller mit Strom zu versorgen. Schließen Sie den Chopper an das Steuergerät an, in diesem Fall über den Einsperrverstärker. Dann fahren Sie den optischen Chopper mit der Demodulationsfrequenz des Einsperrverstärkers.Als nächstes verbinden Sie den Ausgang des Sperrverstärkers an einen Spannungs-Frequenz-Wandler. Geben Sie dann die wurzelmäsisch-quaddierte Amplitude R des eingesperrten verstärkten Signals als analoges AC-Signal des Geräts aus. Stellen Sie sicher, dass das zu prüfende Gerät vor allen Lichtern in der Hütte geschützt ist.Durchsuchen Sie die Hütte. Bitte verlassen Sie den Bereich. Achtung, bitte, Hinweis einschalten.Und schalten Sie den Röntgenstrahl ein. Wenn alles richtig eingerichtet ist und der Röntgenstrahl auf die Probe trifft, wird ein moduliertes XBIC-Signal angezeigt. Passen Sie die Verstärkung des Vorverstärkers und den Eingangsbereich des Einsperrverstärkers so an, dass sie übereinstimmen.Stellen Sie sicher, dass die Reaktion des Vorverstärkers schnell genug für die gewählte Chopperfrequenz ist. Ein rechteckiges XBIC-Signal sollte beachtet werden. Wenn eine starke Verzögerung sichtbar ist, muss die Chopperfrequenz reduziert oder die Filteranstiegszeit des Vorverstärkers angepasst werden.Stellen Sie die Tiefpass-Filterfrequenz des Einsperrverstärkers auf das Minimum ein, das mit der Scangeschwindigkeit kompatibel ist. Dann maximieren Sie das verstärkte Signal in Bezug auf das Verhältnis strahl on und strahl off und in Bezug auf das Signal-Rausch-Verhältnis. Das Setup ist nun für XBIC-Messungen bereit.Gehen Sie zu einer unberührten Stelle auf der Probe und starten Sie die Messung. Der Hauptvorteil der Verwendung von Lock-in-Amplifikation für XBIC-Messungen ist die dramatische Erhöhung des Signal-Rausch-Verhältnisses im Vergleich zu Messungen mit Standardverstärkung. Hier wird das vorverstärkte Gerät, das die Testantwort erhält, anhand eines Bereichs ohne und mit eingeschaltetem Vorspannungslicht gemessen.Trotz des Vorhandenseins von starken Rauschen oder Täuschungsbestandteilen, die durch Vorspannung licht oder Spannung induziert werden, ist es möglich, das modulierte Röntgenstrahl-induzierte Stromsignal aus dem Hintergrundsignal zu extrahieren, auch wenn es um Größenordnungen kleiner ist. Wenn Sie diese beiden Bilder vergleichen, notieren Sie ein Offsetsignal in der Größenordnung von acht Millivolt, das auf minus 65 Millivolt verschoben wird, indem das Vorspannungslicht von Leuchtstoffröhren eingeschaltet wird. Darüber hinaus wird die Signalvariation auf kurzen Zeitskalen durch das Vorspannungslicht deutlich verstärkt.Mit entsprechenden Einstellungen können sowohl der Offset als auch die Hochfrequenzmodulation gemildert werden. Dennoch sollten alle Quellen unbeabsichtigter Verzerrungen wie Umgebungsbeleuchtung und elektromagnetisches Rauschen für ein Höchstsignal-Rausch-Verhältnis eliminiert werden. Diese Diagramme heben den Effekt von Vorspannungslicht und verschiedenen Tiefpassfiltereinstellungen auf die eingesperrte verstärkte RMS-Amplitude hervor.Bei hoher Scanfrequenz sollte der Tiefpassfilter, der die Frequenz abschneidet, so hoch wie möglich sein, aber das höchste Signal an Geräusche, die mit niedrigen Abgeschnittenen erreicht werden. In diesem Fall bot ein Tiefpassfilter mit einer Abschaltfrequenz von 10,27 Hertz den besten Kompromiss für das Scannen bei moderaten zwei Hertz. Hier sehen Sie die Auswirkungen der Verriegelungsverstärkung auf das Signal-Rausch-Verhältnis bei Röntgenstrahl-induzierten Strommessungen.Die Schärfe des Direktsignals ist offensichtlich und das eingesperrte verstärkte Signal zeigt feine Eigenschaften im Detail. Für die quantitative Analyse sollte die Form des modulierten XBIC-Signals die Form der modulierten Röntgenintensität darstellen. Daher ist es wichtig, die Chopperfrequenz und Tiefpassfilter in diesem Zusammenhang zu optimieren.Die Verriegelungsverstärkung ermöglicht es uns, Geräte unter verschiedenen Bedingungen zu messen. Zum Beispiel können wir Bias-Spannung oder Bias-Licht anwenden. Letztlich können wir so die gesamte IV-Kurve mit hoher räumlicher Auflösung an der Nanolandschaft messen.XBIC ist besonders nützlich, wenn wir es mit anderen Techniken kombinieren. Zum Beispiel bei Röntgenfluoreszenzbeugung, Tachographie oder Röntgen-erregter optischer Lumineszenz. Wenn wir all das kombinieren, können wir die Kompositionsstruktur und -leistung auflösen und dekonvolifizieren.Abgesehen von allgemeinen Vorsichtsmaßnahmen, die im Umgang mit elektrischer Energie und intensiven Röntgenstrahlen getroffen werden müssen, besteht kein spezifisches Risiko bei der Durchführung von XBIC-Messungen für den Betrieb, wobei jedoch zumindest die Probe aufgrund von Strahlenschäden sterben kann. Bei beugungsbegrenzten Quellen, wie z. B. Petra vier, wird der Nanofokus-Röntgenfluss um Größenordnungen zunehmen. Dies wird das Signal-Rausch-Verhältnis von Messgeschwindigkeit und Rausch erhöhen und völlig neue Experimente vor Ort und Operando ermöglichen.

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