近日，德国PicoQuant发布了一款专为前沿材料表征打造的时间分辨光致发光（TRPL）显微镜Solira。它拥有无与伦比的“灵活性”和“超高灵敏度”，两者能完美融合于单一系统内，大幅降低了实验的空间、时间及操作复杂度。

作为一站式表征平台，Solira整合了稳态PL、TRPL成像、载流子扩散成像等多种核心方法，能够直观揭示半导体、纳米材料及光电器件（如太阳能电池、LED）中的电荷载流子动力学、复合路径及发射机制。其立式显微镜架构与灵活的激发/检测配置，可完美适应各种样品尺寸、几何形状及弱信号条件。通过将空间、时间与光谱信息整合至单一工作流程，Solira能够提供高度一致且可重复的实验数据，直接架起微观物理过程与宏观器件性能之间的桥梁。

核心优势

▫ 一体化材料特性分析：单台设备集成稳态与时间分辨测量，覆盖微观到宏观的全方位表征。

▫ 灵活测量配置：激发源与探测器支持多通道自由扩展，适应多元化的样品特性。

▫ 单发射极灵敏度：具备顶尖的光子计数探测能力，捕捉微弱的单光子信号。

▫ 可扩展系统设计：支持无缝耦合高端光谱仪或多功能波长选择模块，紧跟未来研究需求。

▫ 降低实验复杂性：高度自动化的软件工作流，减少切换实验配置的时间与人为误差。

▫ 专家级应用支持：PicoQuant提供全方位的应用方案。

四大核心组件与系统配置

①多波长灵活激发

不同材料需要优化的激发条件以揭示相关的光物理过程。Solira支持灵活的激发配置，最多可配置8个激光通道，波长范围从355 nm到1064 nm（从深紫外至近红外），实现半导体、纳米材料、光电子器件及波长依赖光致发光工作流程的定制测量。

搭载PicoQuant全系列先进的脉冲激光器和LED产品组合，专为先进的时间分辨光致发光应用设计。

②弱信号的灵敏探测

先进材料需要可靠地获取弱发射信号和微妙的光物理过程。Solira支持灵活的探测器配置，最多支持12个探测通道，光谱灵敏度范围从400 nm到1550 nm，支持对低量子产率材料、单发射体及严苛实验条件的稳健表征。

配备PicoQuant高性能单光子探测器（包括混合光探测器和高计数率SPAD模块），适用于TCSPC、FLIM、FCS和时间分辨光致发光应用。

③快速动态学的皮秒级时序

PicoQuant经过验证的TCSPC和时间标记电子设备，为准确的时间分辨率测量和分析提供了皮秒级的时序精度。这使得能够详细研究载流子动力学、复合途径以及先进材料系统中的超快光物理过程。

集成PicoQuant 时间标记器与TCSPC模块用于高精度光子定时应用。

④一体化专用软件

Solira专用软件环境支持多模式数据采集、自动化运行及高级数据分析而设计。

统一操作界面：在同一个软件环境中，即可实现稳态 PL、TRPL 成像、载流子扩散成像、荧光各向异性、时间追踪以及 g(2)二阶相关性实验的高效采集与评估。

高效且可重复：支持实时数据可视化与可编程工作流，在保证复杂实验高效处理的同时，确保实验数据具备无可比拟的可重复性。

典型应用案例：钙钛矿太阳能电池组件的激光划线工艺研究

在钙钛矿太阳能电池微模块的制造过程中，激光划线会强烈改变局部的载流子动力学。

在最近的一项应用研究中，科研人员利用Solira的空间定位、光谱特征分析与TRPL成像技术对结构化划线区域进行了高精度分析。

结果表明：揭示了激光划线区域内可测量的光致发光现象，表明局部材料性质在加工过程中被改变，而非完全消除。这一工作流程凸显了Solira如何将微观光物理变化直接关联到材料结构和器件性能，实现对半导体器件的空间解析洞察。

从样本B拍摄的空间分辨TRPL图像，显示沿激光划线的光致发光强度分布。结构区域保持光致发光，表明激光过程改变的是局部光物理特性，而非完全去除发射材料。

广泛的应用领域与核心方法

典型应用场景深入解析

▫ 纳米材料深度洞察(TRPL)

使用Solira进行光学表征揭示了纳米材料如量子点、碳点和TMD的光物理特性。这些见解支持将纳米结构集成到显示器、催化剂以及太阳能电池和电池等能源相关材料中。

▫ 新型LED材料成像(TRPL Imaging)

Solira支持有机发光二极管（OLED）、PeLED和MicroLED等LED材料进行TRPL成像，揭示电荷载流子动态和发射行为，帮助提高效率、亮度并减少能量损失。

▫ 半导体载流子扩散映射

利用Solira进行载流子扩散映射，可以研究激发点之外的电荷载流子复合过程。这些测量揭示了缺陷、陷阱态和材料均匀性，有助于提升半导体性能和长期器件稳定性。

▫ 光催化原位监测

利用Solira动态监测光驱反应中的光催化材料如TiO2和ZnO的时间分辨测量。跟踪电荷载流子动力学有助于提升环境和合成应用中的效率和选择性。

▫ 单发射极相关性研究

Solira支持对单发射体（如NV中心和纳米结构）的相关测量。G（2）分析为纳米颗粒和TMD中的抗束行为提供了见解。

▫ 钙钛矿的TRPL成像

Solira提供无损表征方法，如时间分辨光致发光成像和载流子扩散映射，用于研究钙钛矿太阳能电池的激发态动力学，有助于提升电子和光学性能。

升级与扩展：解锁全方位光谱解析能力

为了满足更加多维度的科研需求，Solira显微镜支持进一步模块化升级，引入微区光致发光能力，将高空间分辨率与先进的光谱/时间分辨率融为一体。

①联用FluoTime 300高性能荧光寿命和稳态光谱仪

将Solira与FluoTime 300结合，即可实现宽光谱和时间范围的先进稳态和时间分辨光谱研究。

• 在一个系统中实现稳态光致发光与时间分辨光致发光
• 提供紫外到近红外的广泛光谱覆盖
• 对弱发射信号的高灵敏度
• 全自动化且可重复的光谱工作流程

②集成FlexLambda灵活波长选择模块

为显微镜探测端集成快速、可调谐的波长选择模块，在不牺牲时间分辨率的前提下，进行高光谱解析测量。

• 支持可见光和近红外波段的快速波长调谐
• 轻松实现光谱解析TRPL和TRES测量
• 波长依赖寿命成像
• 高精度点光谱学

作为时间分辨表征技术的又一力作，PicoQuantSolira重新定义了材料分析的工作流，凭借高度集成的模块化设计，助力全球科研人员在探索未来材料与光电器件的征途中不断突破发现。