许多材料的特性取决于其表面。其中最重要的表面特性之一就是功函数。
开尔文探针系统可以高精度、高准确度地精确测量不同半导体和导电材料的功函数。
非接触式测量涉及振荡电容器，其中一个电极是试样，另一个是由金网格制成的振荡参比电极。因此，测量值以金的功函数（5.1 eV）为基准。在足够长的积分时间内，测量分辨率可达 0.1 meV。开尔文探针系统可用于各种表面研究，包括腐蚀、吸附/解吸、表面充电、催化活性等。
为方便起见，探头配备了激光指示器和数码显微镜。电动垂直定位系统可使参比电极与试样表面保持相同距离（精度为 10 微米）。可选配 X-Y 定位系统。该系统还配备了宽带光导，可与数字控制单色仪和高压氙弧灯连接。波长范围从 300 纳米到 1000 纳米，可用于连续或脉冲样品照明。这种配置可用于测量表面的功函数和电荷、表面光电电压光谱和其他光物理技术，光电电压分辨率优于 5 mV（积分时间长时为 0.1 mV）。整个系统安装在接地的法拉第笼中，以减少电噪声和杂散光的影响。这种表面光电电压光谱仪是研究光催化剂、有机和无机半导体、太阳能电池及其他光活性材料和器件的重要工具。借助这种开尔文探针/表面光电压光谱仪，还可以实时监测半导体的光腐蚀、光吸附和光催化反应。
该仪器由安装在坚固支架上的振荡金探针、Z 轴电动平台、电子控制单元和法拉第笼组成。
- 样品放置在手动或电动 XY 平台上，两个方向的移动范围均为 1.5 厘米。
- 探头连接到 Z 平台上，Z 平台可将探头放置在与样品的理想距离上。
- 红色激光指示器可显示探头在测量过程中摆动的位置。
- 一旦系统被法拉第笼覆盖，USB 显微镜和白色发光二极管就会发挥作用。
- 光通过液体波导或光纤传送到样品，因此消除了光源可能产生的电磁干扰。
- 在空载运行或存放期间，易碎的金探针会被固定在一个受保护的空间内，以防止意外损坏。
- 系统还配备了自动样品高度传感器。
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探头尖端
探头尖端是完全由 Instytut Fotonowy 设计和制造的组件，它提供：
- 即使距离样品上方 0.5 毫米，也能发出较大信号。 因此，样品表面是粗糙的还是抛光的并不重要。
- 让光线透过的透明度。 这样样品就可以被垂直光束照亮。
尖端振荡由电磁铁产生。
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由于仪器的不断发展，以下参数可能会发生变化
| Voltage range | -5 V .. 5 V |
| Voltage measurement nominal resolution | 0.15 mV |
| Measurement technology | 2-channel lock-in amplifier |
| Sample holder | translation stage X-Y, manual (default) or motorized |
| X-Y stage stroke | 15 mm x 15 mm |
| Tip type | Au mesh, dia. 2.5 mm |
| Tip Z positioning | motorized Z stage |
| Positioning with respect to a sample | light barrier |
| Tip Z positioning resolution | 10 µm |
| Spectral range for wave guides | 200 nm .. 2000 nm (depending on a waveguide) |
| Liquid waveguides selection (Lumatec) |  |
| Auxiliary sensors | humidity and temperature |
| Internal Faraday cage illumination | white LED |
| X-Y positioning aid | laser sample placement indicator |
| PC connectivity | USB 2.0 |
| Size | 40 x 40 x 45 cm |
| Weight | 15 kg |
以下结果来自 Radecka 教授小组（波兰克拉科夫 AGH）。
抗蚀剂样品的表面光电压谱。光电压是根据脉冲照明与金栅参比电极的表面电位变化来测量的。
由于测量是在环境空气中进行的，因此仪器会记录空气湿度和温度。这两个参数可能会影响样品的功函数。
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