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原文传递二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统

专利名称：	二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统
摘要：	本发明实施例提供一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法及光谱测量系统，该方法包括：采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱；提取二次谐波光谱中的单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波信号峰值；根据二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图；比对第一极坐标分布图与第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得异质结的堆叠序列检测结果。本发明实施例通过利用层状材料堆叠为中心对称结构时，二次谐波信号为零的特点，采用光学手段作为探针，降低了对异质结样品的要求，无需将样品转移到目载网上，检测方法简便，实现快速无损检验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	国家纳米科学中心
发明人：	时佳;杜文娜;刘新风
专利状态：	有效
申请日期：	2019-03-12T00:00:00+0800
发布日期：	2019-08-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910184878.8
公开号：	CN110082297A
代理机构：	北京路浩知识产权代理有限公司
代理人：	王庆龙;苗晓静
分类号：	G01N21/25(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	100190 北京市海淀区中关村北一条11号
主权项：	1.一种二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法，其特征在于，包括：采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱；提取所述二次谐波光谱中的所述单层层状材料区域和所述异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波信号峰值；根据所述二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图；其中，所述第一极坐标分布图用于表示不同转动角度对应的所述单层层状材料区域的二次谐波信号强度，所述第二极坐标分布图用于表示不同转动角度对应的所述异质结区域的二次谐波信号强度；比对所述第一极坐标分布图与所述第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得所述异质结的堆叠序列检测结果。 2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采集待检测异质结中单层层状材料区域和异质结区域在不同转动角度下分别对应的二次谐波光谱，包括：将所述待检测异质结的样品放置于样品台上，并将脉冲激光垂直聚焦于所述样品；旋转所述样品台以使所述样品位于不同的转动角度，并采集每个所述转动角度下所述单层层状材料区域和所述异质结区域分别对应的二次谐波光谱。 3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述堆叠序列检测结果包括AA堆叠序列和AB堆叠序列；相应地，所述比对所述第一极坐标分布图与所述第二极坐标分布图中二次谐波信号强度的大小，获得所述异质结的堆叠序列检测结果，包括：若所述第一极坐标分布图中的所述单层层状材料区域的二次谐波信号强度不大于所述第二极坐标分布图中的所述单层层状材料区域的二次谐波信号强度，则所述堆叠序列的检测结果为AA堆叠序列；否则，所述堆叠序列的检测结果为AB堆叠序列。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述单层层状材料区域包括第一单层层状材料区域和第二单层层状材料区域；所述第一极坐标分布图包括所述第一单层层状材料区域对应的第三极坐标分布图以及所述第二单层层状材料区域对应的第四极坐标分布图；相应地，所述单层层状材料区域的二次谐波信号强度为所述第三极坐标分布图中所述第一单层层状材料区域的二次谐波信号强度与所述第四极坐标分布图中所述第二单层层状材料区域的二次谐波信号强度之和。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述比对所述第一极坐标分布图和所述第二极坐标分布图，获得所述异质结的堆叠序列检测结果，还包括：根据所述第三极坐标分布图获取所述第一单层层状材料区域的第一晶轴方向，以及根据所述第四极坐标分布图获取所述第二单层层状材料区域的第二晶轴方向；根据所述第一晶轴方向与所述第二晶轴方向之间的夹角获取所述异质结的堆叠角度。 6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述二次谐波信号峰值获取第一极坐标分布图和第二极坐标分布图，包括：将对应于不同转动角度的所述单层层状材料区域的二次谐波信号峰值绘制于极坐标图中，获得第一数据点；对所述第一数据点进行拟合，获得所述第一极坐标分布图；其中，所述第一极坐标分布图中沿晶轴方向的二次谐波信号强度的值为所述单层层状材料区域的二次谐波信号强度的最大值；以及，将对应于不同转动角度的所述异质结区域的二次谐波信号峰值绘制于极坐标图中，获得第二数据点；对所述第二数据点进行拟合，获得所述第二极坐标分布图；其中，所述第二极坐标分布图中沿晶轴方向的二次谐波信号强度的值为所述异质结的二次谐波信号强度的最大值。 7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过如下方式分别对所述第一数据点和所述第二数据点进行拟合： I＝I0cos23θ 式中，I为采集到的样品的二次谐波信号强度，I0为脉冲激光沿着材料晶轴方向采集到的二次谐波信号强度的最大值，θ为入射的脉冲激光与材料晶轴方向的夹角。 8.一种用于权利要求1-7任一项所述的二维层状材料异质结堆叠序列的检测方法的光谱测量系统，其特征在于，包括：激发光路、显微镜、样品台和光谱采集系统；所述激发光路用于激发飞秒级脉冲激光；所述样品台用于承载待检测异质结的样品，并通过旋转以使所述样品位于不同的转动角度；所述显微镜用于将所述脉冲激光聚焦至所述样品，并对所述样品成像；所述光谱采集系统用于采集所述样品在不同的转动角度下的二次谐波光谱。 9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述激发光路包括：沿光路依次排列的飞秒激光器、第一格兰棱镜、第一光阑和第一反射镜；所述飞秒激光器用于激发所述飞秒级脉冲激光；所述第一格兰棱镜用于将所述脉冲激光转化为偏振光束；所述第一光阑用于控制所述脉冲激光的大小和形状；所述第一反射镜用于将所述脉冲激光引入至所述显微镜。 10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述光谱采集系统包括：沿光路依次排列的分束镜、第二光阑、第二格兰棱镜、滤波片、透镜和光谱仪；所述分束镜用于通过所述样品中激发出的二次谐波信号；所述第二光阑用于选定采集所述二次谐波信号的位置和形状；所述第二格兰棱镜用于将所述二次谐波信号转化为偏振光束；所述滤波片用于滤除所述二次谐波信号中的所述脉冲激光的信号；所述光谱仪用于测量所述二次谐波信号，获得所述二次谐波光谱。
所属类别：	发明专利