光ヘテロダイン光熱変位顕微マッピング測定装置
MLHPDMS-633

本装置は、光ヘテロダイン光熱変位法（Laser Heterodyne Photothermal Displacement：LH-PD法）を用いて、試料表面に生じる微小な熱膨張変位を測定し、その分布を二次元画像として可視化する顕微マッピング測定装置です。非接触・非破壊で取得した光熱変位の大きさと時間応答から、材料の局所的な熱特性や半導体中のキャリア挙動を調べることができます。

顕微光学系と自動XYステージを組み合わせ、試料面内の各位置で光熱変位を測定することで、局所的な応答の違いや面内のばらつきを可視化します。半導体では、光励起キャリアの非発光再結合、すなわち電子と正孔が光を出さずに再結合する過程で生じる発熱を捉え、欠陥や再結合中心の分布評価に役立てることができます。

取得した時間応答波形は、別途行う熱拡散やキャリアの生成・拡散・再結合を考慮した数値解析との比較により、熱拡散率、熱伝導率、キャリア寿命などの推定に活用できます。また、別途用意した機械学習モデルと組み合わせることで、物性値の面内分布を推定する解析にも展開できます。

■特長

• LH-PD法による高感度測定：ヘテロダイン干渉計により、微小な表面変位を高感度に検出
• 非接触・非破壊の絶対変位測定：試料に触れることなく、光熱変位を絶対変位量として測定
• 顕微マッピング：微小領域の光熱変位分布を二次元で可視化
• 時間分解測定：変位の立ち上がり・立ち下がりを時間応答波形として取得
• 欠陥分布の評価：非発光再結合に伴う局所的な発熱を捉え、欠陥や再結合中心の分布を評価
• 物性評価への活用：別途行う数値解析との比較により、熱拡散率、熱伝導率、キャリア寿命などの推定に活用可能
• 物性マッピングへの展開：別途用意した機械学習モデルとの組み合わせにより、物性値の面内分布の推定に展開可能

■測定原理：光ヘテロダイン光熱変位法（LH-PD法）

光ヘテロダイン光熱変位法（LH-PD法）は、励起光の照射で生じる試料表面の熱膨張変位を、ヘテロダイン干渉計で検出する測定法です。

プローブレーザ光を参照光と測定光に分岐し、AO周波数シフタ（AOFS）で両者の間にわずかな周波数差を与えます。試料表面で反射した測定光を参照光と重ね合わせると、この周波数差に相当するビート信号が得られます。表面が変位すると測定光の光路長が変わってビート信号の位相が変化するため、この位相変化から表面変位を絶対変位量として求めます。

さらに、位相変化を時系列で記録する時間分解測定により、励起光のオン・オフに伴う表面変位の立ち上がり・立ち下がりの過渡的な変化を、時間応答波形として取得できます。

※評価可能な物性および推定精度は、試料、測定条件、解析モデルによって異なります。
※数値解析および機械学習解析のソフトウェアは、本装置に付属していません。

■仕様