【當(dāng)代材料電學(xué)測(cè)試】系列之一: 納米測(cè)試(下)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-15 來(lái)源:泰克科技 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】【當(dāng)代材料電學(xué)測(cè)試課堂】系列涉及當(dāng)代材料科學(xué)尖端的電運(yùn)輸及量子材料/超導(dǎo)材料測(cè)試、一維/碳納米管材料測(cè)試、二維材料及石墨烯測(cè)試及納米材料的應(yīng)用測(cè)試。今天跟您分享第一篇,【當(dāng)代材料電學(xué)測(cè)試課堂】系列之一:納米測(cè)試(下)。
前言
材料性質(zhì)的研究是當(dāng)代材料科學(xué)的重要一環(huán),所謂材料的性質(zhì)是指對(duì)材料功能特性和效用的定量度量和描述,即材料對(duì)電、磁、光、熱、機(jī)械載荷的反應(yīng)。源表SMU 在當(dāng)代材料科學(xué)研究中,起到舉足輕重的作用,選擇適合某類材料電性能測(cè)試的SMU,如何降低測(cè)試誤差,測(cè)試中應(yīng)當(dāng)注意什么,這些問(wèn)題都需要重點(diǎn)關(guān)注。泰克吉時(shí)利的品牌在全球許多學(xué)科工程師和科學(xué)家中享有盛譽(yù),其高精度源表(SMU)、萬(wàn)用表、精密電源、微小信號(hào)測(cè)試以及數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品,同泰克公司原有的產(chǎn)品線一同為當(dāng)代材料科學(xué)研究提供多種測(cè)試方案。
【當(dāng)代材料電學(xué)測(cè)試課堂】系列涉及當(dāng)代材料科學(xué)尖端的電運(yùn)輸及量子材料/超導(dǎo)材料測(cè)試、一維/碳納米管材料測(cè)試、二維材料及石墨烯測(cè)試及納米材料的應(yīng)用測(cè)試。今天跟您分享第一篇,【當(dāng)代材料電學(xué)測(cè)試課堂】系列之一:納米測(cè)試(下)。
納米材料電學(xué)測(cè)試方案將在本文中闡述,包括《納米線/碳納米管測(cè)試方案》、《二維/石墨烯材料測(cè)試方案》。納米材料電學(xué)測(cè)試SMU 應(yīng)用場(chǎng)景、測(cè)試特點(diǎn)及選型原則的示意圖,結(jié)合被測(cè)納米材料或納米電子器件的類型及測(cè)試要點(diǎn),選擇最適合的SMU。4200 – SCS 幾乎適用于全部種類的納米材料的測(cè)試,當(dāng)然,某些特殊的源表更適合一些特殊的應(yīng)用
納米線/碳納米管及電子器件測(cè)試
納米線(Nano Wire)為一種橫向上被限制在100納米以下(縱向沒(méi)有限制)的一維材料。根據(jù)組成材料的不同,納米線可分金屬納米線,半導(dǎo)體納米線和絕緣體納米線。作為納米材料的一種,納米線具備上文概述的納米材料全部特性,在電子,光電子和納電子機(jī)械器械中,納米線起到很重要的作用。它同時(shí)還可以作為合成物中的添加物、量子器械中的連線、場(chǎng)發(fā)射器和生物分子納米感應(yīng)器等。
I-V 測(cè)試是納米線/碳納米管最基本的電性能測(cè)試,SMU 是基本測(cè)試儀器,不同種類的碳納米管需不同的 SMU 進(jìn)行測(cè)試,SMU選擇依據(jù)為:
• 被測(cè)樣品所需 SMU 通道數(shù)
• 被測(cè)樣品是否有脈沖測(cè)試需求
• 被測(cè)樣品是否有電容測(cè)試需求
• 被測(cè)樣品電阻范圍,施加或測(cè)試的電流范圍以及施加或測(cè)試的電壓范圍
納米線/碳納米管及其電子器件綜合測(cè)試方案
• 4200A-SCS 主機(jī)
• 4200 SMU 模塊,模塊數(shù)量由通道數(shù)決定
• 4200 PA,選件,依據(jù)最小測(cè)試電流定,數(shù)量與SMU模塊匹配
• 4225 PMU,選件,依據(jù)脈沖需求定,模塊數(shù)由通道數(shù)定,是否加放大器由最小測(cè)試電流定
• 4210 CVU,選件,有電容特性測(cè)試需求時(shí)配置
• 納米探針臺(tái)(第三方)
• 軟件:Clarius
方案優(yōu)勢(shì):
• 測(cè)試范圍寬,滿足全部種類納米線/碳納米管及其電子器件測(cè)試需求
• 多種配置滿足不同的應(yīng)用需求
• 內(nèi)置多種納米線/碳納米管器件庫(kù),調(diào)用后自動(dòng)生成相應(yīng)器件的測(cè)試流程
二維/石墨烯材料及電子器件測(cè)試
所謂二維材料 (Two dimensional material ),指的是電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度(1-100nm)上自由運(yùn)動(dòng)(平面運(yùn)動(dòng))的材料,屬于納米材料的范疇,包含具有超導(dǎo)、金屬性、半金屬、拓?fù)浣^緣體、半導(dǎo)體、絕緣體的材料。二維材料最為典型的代表是石墨烯,石墨烯是由碳原子組成的二維結(jié)構(gòu),由于在電學(xué)/熱學(xué)/光學(xué)等方面的優(yōu)良特性,被廣泛研究并使用在這個(gè)領(lǐng)域。在半導(dǎo)體特性上,石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電特性及易摻雜改性的特性,因此被用來(lái)制作為各種半導(dǎo)體器件,如零帶隙、頂柵石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管,雙層石墨烯晶體管,雙極超導(dǎo)石墨烯晶體管,石墨烯納米帶場(chǎng)效應(yīng)管等。在應(yīng)用上可作為穿戴設(shè)備,傳感器,充電設(shè)備等。
對(duì)二維/石墨烯材料,通常使用四探針?lè)ɑ蚍兜卤しy(cè)試電阻率,用霍爾效應(yīng)測(cè)測(cè)試載流子遷移率及載流子濃度。
二維/石墨烯材料及電子器件電性能測(cè)試挑戰(zhàn)
• 二維/石墨烯材料屬于納米材料范疇,上文中討論的測(cè)試挑戰(zhàn)對(duì)二維/石墨烯材料都適用。
• 電阻率及霍爾效應(yīng)測(cè)試均是加流測(cè)壓的過(guò)程,需要設(shè)備能輸出電流并且測(cè)試電壓,這意味著同時(shí)需要電流源和電壓表,并且電流源和電壓表精度要高,保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。
• 電阻率及電子遷移率通常范圍較大,需要電流電壓范圍都很大的設(shè)備。
• 需與探針臺(tái)配合,測(cè)試設(shè)備需方便連接,需易用的軟件
• 霍爾效應(yīng)測(cè)試時(shí),通常要準(zhǔn)備霍爾條(Hall Bar)
高性價(jià)比測(cè)試方案1:
· 6221高精度脈沖電流源
· 2182納伏表
· 7168開(kāi)關(guān)卡
· 探針臺(tái)(第三方)
· 軟件:自行開(kāi)發(fā)
方案優(yōu)勢(shì)
· 性價(jià)比高
· 具有脈沖電流
· Delta 模式
· 被測(cè)樣品電阻適用范圍廣(uΩ ~ TΩ)
· 納伏開(kāi)關(guān)卡不影響測(cè)試精度
高性能測(cè)試方案2:
· 4200A-SCS +4200 SMU X 3 或 4
· 4200 PA X 3 或 4
· 測(cè)試臺(tái) (第三方)
· 軟件:Clarius
方案優(yōu)勢(shì):
· SMU模塊集電壓源/電壓表/電流源/電流表于一體,集成度高,方便使用
· SMU均配有開(kāi)爾文接口,在測(cè)試小電阻時(shí)可有效消除線纜電阻的影響
· 電流輸出精度40fA;電流測(cè)試精度10fA;電壓測(cè)試精度80µV;
· 帶有pulse工作模式,使用pulse測(cè)試可以消除自加熱效應(yīng) (需增加 4225 PMU 硬件)
· Clarius軟件可調(diào)用內(nèi)置Project,不僅適用于針對(duì)二維/石墨烯材料的四探針,范德堡,霍爾效應(yīng)測(cè)試,也適用于二維/石墨烯電子器件 I-V C-V 特性測(cè)試(C-V 特性測(cè)試時(shí)需添加 4210 CVU 硬件)
· 開(kāi)放設(shè)備底層指令,附帶編譯軟件,支持自編程
納米發(fā)電測(cè)試方案
納米發(fā)電機(jī)是基于規(guī)則的氧化鋅納米線,在納米范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能,是世界上最小的發(fā)電機(jī)。目前納米發(fā)電機(jī)可以分為三類:壓電納米發(fā)電機(jī)、摩擦納米發(fā)電機(jī)、熱釋電納米發(fā)電機(jī)。
納米發(fā)電面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)
1. 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流小
2. 發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻大,開(kāi)路電壓測(cè)不準(zhǔn)
3. 信號(hào)變化快,很難采集電壓或者電流峰值
泰克納米發(fā)電測(cè)試方案
采用高內(nèi)阻的靜電計(jì)6517+數(shù)據(jù)采集儀DMM6500+納米發(fā)電采集軟件來(lái)進(jìn)行微小納米發(fā)電電流數(shù)據(jù)采集。由于現(xiàn)在納米發(fā)電機(jī)中有一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用研究,其中之一就有壓力傳感方向,而矩陣式壓力傳感器的測(cè)試是很多老師和同學(xué)比較頭疼的一個(gè)問(wèn)題,為了解決這類問(wèn)題,根據(jù)要求搭建了一個(gè)測(cè)試方案如下:
方案優(yōu)勢(shì):
· 納米發(fā)電研究領(lǐng)域推薦測(cè)試方案
· 優(yōu)異的小心測(cè)試能力
· 定制化軟件,更快,更簡(jiǎn)單,更專業(yè)
· 可升級(jí),滿足研究將來(lái)的測(cè)試需求
(來(lái)源:泰克科技)
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
特別推薦
- 授權(quán)代理商貿(mào)澤電子供應(yīng)Same Sky多樣化電子元器件
- 使用合適的窗口電壓監(jiān)控器優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- ADI電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制解決方案 驅(qū)動(dòng)智能運(yùn)動(dòng)新時(shí)代
- 倍福推出采用 TwinSAFE SC 技術(shù)的 EtherCAT 端子模塊 EL3453-0090
- TDK推出新的X系列環(huán)保型SMD壓敏電阻
- Vishay 推出新款采用0102、0204和 0207封裝的精密薄膜MELF電阻
- Microchip推出新款交鑰匙電容式觸摸控制器產(chǎn)品 MTCH2120
技術(shù)文章更多>>
- 精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)電離分?jǐn)?shù)與沉積通量,助力PVD/IPVD工藝與涂層質(zhì)量雙重提升
- ADC 總諧波失真
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品陣容
- 更高精度、更低噪音 GMCC美芝電子膨脹閥以創(chuàng)新?lián)屨夹袠I(yè)“制高點(diǎn)”
- 本立租完成近億元估值Pre-A輪融資,打造AI賦能的租賃服務(wù)平臺(tái)
技術(shù)白皮書(shū)下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門(mén)搜索
電工電路
電機(jī)控制
電解電容
電纜連接器
電力電子
電力繼電器
電力線通信
電流保險(xiǎn)絲
電流表
電流傳感器
電流互感器
電路保護(hù)
電路圖
電路圖符號(hào)
電路圖知識(shí)
電腦OA
電腦電源
電腦自動(dòng)斷電
電能表接線
電容觸控屏
電容器
電容器單位
電容器公式
電聲器件
電位器
電位器接法
電壓表
電壓傳感器
電壓互感器
電源變壓器