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저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치에 있어서,샘플을 5~475K 범위의 저온 상태로 유지하기 위한 저온 챔버;상기 샘플로 빛을 조사하기 위한 광원;상기 광원에서 발생한 빛이 상기 샘플 표면에 도달하여 반사된 빛의 세기에 비례하여 이미지 전압신호를 출력하는 포토 디텍터;상기 광원, 샘플 또는 포토 디텍터 사이에 위치하여 상기 광원에서 발생한 빛이 상기 샘플에 도달하고, 상기 샘플에서 반사된 빛이 상기 포토 디텍터에 도달할 수 있도록 빛의 경로를 사용자의 목적에 따라 조절가능하도록 하는 광경로 조절부;상기 샘플과 전기적으로 연결되어 상기 광원에서 발생한 빛이 상기 광경로 조절부를 통과하여 샘플의 표면에 도달하면서 발생되는 광전류를 검출하는 광전류 검출부;상기 샘플 표면에서 반사된 빛이 광경로 조절부를 통해 상기 포토 디텍터에 도달하여 발생하는 이미지 전압신호를 검출하는 이미지 전압신호 검출부;를 포함하여 구성되고,상기 샘플과 광원의 위치는 고정된 상태에서, 상기 광경로 조절부만을 이용하여, 샘플의 측정위치를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 저온 챔버는 대물렌즈와 마주보는 상부에 빛이 입사할 수 있도록 형성된 윈도우,상기 샘플이 저온 챔버 내부에 위치할 수 있는 샘플 받침대,액화기체를 순환시켜 샘플을 5~475K 범위의 저온 상태로 유지하는 냉각부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 광경로 조절부는 분광 조성을 변경하지 않고 감광하는 ND 필터(neutral density filter),빛을 반사하여 빛의 경로를 원하는 방향으로 조절하는 거울,빛의 일부는 통과시키고 일부는 반사하여 광선속을 둘로 나눈는 빔 스플리터(beam splitter),레이저 빛의 직경을 조절하고, 상기 샘플에서 반사된 빛의 굴절을 작게 만들어 상기 반사된 빛이 상기 포토 디텍터에 모두 들어갈 수 있게 하는 렌즈 페어(lens pair),상기 샘플에 입사되는 빛의 입사위치를 X 방향 또는 Y 방향으로 변화시켜 샘플을 스캐닝하기 위한 2D 스캐닝 거울,빛을 상기 샘플에 집광시키는 대물렌즈 중에서 적어도 어느 하나를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 3항에 있어서,상기 2D 스캐닝 거울은 상기 샘플에 입사되는 빛의 입사위치를 X축 방향으로 움직이는 제 1 거울과 Y축 방향으로 움직이는 제 2 거울을 포함하여 구성되고,상기 거울을 회전함으로써 상기 샘플에 입사되는 빛이 X 방향 또는 Y 방향으로 입사 위치가 변화게 되고,상기 제 1 거울 또는 제 2 거울의 회전각도를 조절하여 샘플에 입사되는 빛의 위치를 연속적으로 변화시킴으로써, 샘플에 대해 연속적인 광전류 및 이미지 전압신호를 측정할 수 있는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 4항에 있어서,상기 거울의 회전은 인가되는 전압의 크기에 비례하여 회전하게 되고,상기 인가되는 전압은 전자제어장치로 조절하게 되어 자동으로 상기 거울의 회전이 이루어지는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 3항에 있어서,상기 빔스플리터(beam splitter)는 언마운티드 빔스플리터(unmounted beam splitter)이고, 상기 언마운티드 빔스플리터(unmounted beam splitter)는 레이저의 파장에 따라 최소의 광손실(optical loss)를 가지는 것을 선택적으로 장착할 수 있는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 3항에 있어서,상기 대물렌즈는 Z축 방향의 이동이 가능하고,파장에 따른 굴절율의 변화로 인해 발생하는 대물렌즈의 색수차를 없애기 위해 리플렉티브 대물렌지(reflective objective lens)인 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 3항에 있어서,상기 광경로 조절부는 빛이 광원에서 출발하여 샘플에 도달하기까지 ND 필터(neutral density filter), 제 1 거울, 제 2 거울, 제 1 빔 스플리터(beam splitter), 2D 스캐닝 거울, 렌즈 페어(lens pair), 제 2 빔 스플리터(beam splitter), 대물렌즈를 차례로 통과하게 되고,샘플에서 반사된 빛이 상기 포토 디텍터에 도달하기까지 대물렌즈, 제 2 빔 스플리터(beam splitter), 렌즈 페어(lens pair), 2D 스캐닝 거울, 제 1 빔 스플리터(beam splitter)를 차례로 통과하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 광원은 450~2000nm의 파장을 가지는 초연속 레이저(supercontinuum laser), 405nm CW 레이저(continuous wave laser), 532nm CW 레이저(continuous wave laser) 중에서 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 9항에 있어서,상기 광원이 초연속 레이저(supercontinuum laser)인 경우에는 450~2000nm의 파장 중에서 특정 파장을 선택하기 위한 단색화 장치(monochromator)와 편광판(polaizer)을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 광원에서 발생한 빛은 일정한 주기로 on-off되어 상기 샘플에 도달되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 11항에 있어서,상기 빛의 on-off는 함수발생기(fuction generator)에서 출력되는 AC전압 또는 TTL 신호 중에서 어느 하나를 통하여 제어되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 11항에서,상기 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치는 초퍼 블레이드(chopper blade)를 더 포함하여 구성되고,상기 초퍼 블레이드(chopper blade)는 상기 광원의 빛이 나아가는 전방에 위치하여 일정한 주기로 회전함으로써 상기 샘플에 도달하는 빛을 일정한 주기로 통과 또는 차단되도록 하여 빛이 on-off되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 포토 디텍터는 규소 포토다이오드 또는 게르마늄 포토다이오드 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 11항에 있어서,상기 광전류 검출부 및 이미지 전압신호 검출부는 상기 빛의 on-off 진동수를 참조신호로 입력하여, 상기 광전류 검출부는 상기 샘플에서 발생되는 광전류 신호를 검출하고, 상기 이미지 전압신호 검출부는 상기 포토 디텍터에서 발생한 이미지 전압신호를 검출하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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제 1항에 있어서,상기 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치는 데이터화 장치를 더 포함하여 구성되고,상기 데이터화 장치는 상기 광전류 검출부에서 검출된 광전류의 아날로그 신호를 컴퓨터상의 데이터로 전환하고, 상기 이미지 전압신호 검출부에서 검출된 이미지 전압신호의 아날로그 신호를 컴퓨터상의 데이터로 전환하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 장치
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저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법에 있어서,(i) 광원에서 레이저를 발생시키는 단계;(ii) 상기 레이저가 광경로 조절부를 통과하고, 샘플을 5~475K 범위의 저온 상태로 유지하기 위한 저온 챔버의 윈도우를 통과하여 상기 저온 챔버 내부에 위치하는 샘플의 표면에 도달하는 단계;(iii) 상기 샘플의 표면에 도달된 레이저로 인해 광전류를 발생시키는 단계;(iv) 상기 샘플의 표면에 도달된 레이저가 반사되는 단계;(v) 상기 반사된 레이저가 상기 저온 챔버의 윈도우와 광경로 조절부를 통과하여 포토다이오드에 도달하여 이미지 전압신호를 발생시키는 단계;(vi) 광전류 검출부에서 상기 광전류를 검출하는 단계; (vii) 이미지 전압신호 검출부에서 상기 이미지 전압신호를 검출하는 단계; (viii) 검출된 광전류 및 이미지 전압신호를 컴퓨터에 데이터화하여 광전류 이미지와 반사이미지를 얻는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
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제 17항에 있어서,입사광이 샘플의 서로 다른 복수개의 위치에서 상기 (i)~(viii) 단계를 복수회 반복 실시하여 연속적으로 광전류 신호 및 이미지 전압신호를 얻고 이를 데이터화하여 상기 광전류 이미지와 반사 이미지를 얻는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
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제 18항에 있어서,상기 서로 다른 복수개의 위치는 광원의 이동 또는 광원의 이동 없이 2D 스캐닝 거울의 각도만을 조절함으로써, 샘플의 측정위치를 변화시켜 결정되는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
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제 17항에 있어서,상기 (ii) 단계에서 레이저가 광경로 조절부를 이동하는 것은(a) 상기 광원에서 발생한 레이저가 ND 필터(neutral density filter)를 통과하는 단계;(b) 상기 ND 필터(neutral density filter)를 통과한 레이저가 제 1 빔 스플리터(beam splitter)를 통과하는 단계;(c) 상기 제 1 빔 스플리터(beam splitter)를 통과한 레이저가 2D 스캐닝 거울을 통과하는 단계;(d) 상기 2D 스캐닝 거울을 통과한 레이저가 렌즈 페어(lens pair)를 통과하는 단계;(e) 상기 렌즈 페어(lens pair)를 통과한 레이저가 제 2 빔 스플리터(beam splitter)에서 반사되는 단계;(f) 상기 제 2 빔 스플리터(beam splitter)에서 반사된 레이저가 대물렌즈를 통과하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
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제 17항에 있어서,상기 (i) 단계의 광원이 초연속 레이저(supercontinuum laser)인 경우,상기 (i) 단계 및 (ii) 단계 사이에 상기 초연속 레이저(supercontinuum laser)가 단색화 장치(monochromator) 및 편광판(polarizer)을 통과하면서 400~2000nm의 파장 중 특정 파장을 갖는 레이저가 되도록 선택할 수 있는 것을 특징으로 하는 저온에서 광전류 및 광전압을 측정하고 이미징하는 방법
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