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當前位置：武漢普賽斯儀表有限公司>>半導體器件測試儀器儀表>>數字源表>> S200數字源表IV掃描納米材料電性能方案
| 產地 | 國產 | 加工定制 | 否 |
|---|---|---|---|
| 工作環(huán)境 | 25±10℃ | 測試范圍 | 0～300V/0～3A |
| 測試精度 | 0.03% |
/納米材料電學性能的表征和分析/
與傳統(tǒng)的材料相比，納米材料具有原子級厚度、表面平整無懸空鍵、載流子遷移率好等優(yōu)點，其導電性能很大程度依賴于材料本身的帶隙、摻雜濃度和載流子遷移率。同樣的摻雜濃度下，遷移率越大，電阻率越小，導電率就越高。在納米材料/器件電學性能的表征和分析中，通常采用霍爾效應及電阻率測試法。
霍爾效應測試
當電流垂直于外磁場通過納米材料時，載流子發(fā)生偏轉，垂直于電流和磁場的方向會產生附加電場，從而在半導體兩端產生電勢差，這一現象稱為霍爾效應?；魻栃獪y試常用的測試方法是范德堡法，并在測試時外加磁場。
電阻率測試
二維納米材料（如石墨烯）電阻率測試是重要的測試項目，測試方法主要為四探針法與范德堡法。
對于規(guī)則圓形的材料樣品，電阻率測試比較方便的方法是四探針法，四探針法優(yōu)勢在于分離電流和電壓電極，消除布線及探針接觸電阻的阻抗影響。范德堡法為更通用的四探針測量技術，對樣品形狀沒有要求，且不需要測量樣品所有尺寸。
此外，由于納米材料具有度特的物理、化學和生物學性質，在制備過程中納米粒子的大小、形狀和結構很難控制，且納米材料的性質受表面效應、尺寸效應和缺陷效應等因素的影響，使其制備和性質研究面臨巨大挑戰(zhàn)。
Science Technology
/納米材料高溫原位表征技術/
原位表征技術的發(fā)展促進了科研人員對納米材料的認識，使得納米材料的性能研究實現飛躍性突破。其中原位透射電子顯微分析法(TEM)是實時監(jiān)控與記錄位于電鏡內的試樣對不同外界激勵信號的動態(tài)響應的一種手段，有助于加速納米材料的開發(fā)和應用。
高溫原位表征系統(tǒng)基于高精度數字源表，控制MEMS芯片在原位樣品臺內對樣品構建精細熱場自動調控及反饋測量系統(tǒng)，并結合透射電子顯微鏡（TEM）研究材料在不同熱場條件下發(fā)生結構相變、形貌變化、物性變化以及電性變化等關鍵信息，是納米材料結構表征科學最新穎、最有發(fā)展空間的表征技術之一。
圖：原位TEM電性能表征
注：圖片來源于“Phase and polarization modulation in two-dimensional In2Se3 via in situ transmission electron microscopy"
/數字源表IV掃描納米材料電性能方案/
目前，納米材料的應用主要集中在電子信息、生物材料、能源等領域，其中在新型電子器件的設計和制造上取得很大突破，如納米晶體管、納米傳感器、納米光電子器件等。通過在納米尺度上控制和操縱電子器件和材料的性質，使得器件具有更小的尺寸、更低的功耗以及更快的響應速度，未來在電子信息及其他科技領域上將會衍生更大的價值。因此，針對納米材料的不同應用，采用有效的技術方法和手段對納米材料/器件的性能進行深入研究至關重要。
納米電極材料應用及測試表征
碳納米管具有優(yōu)異的機械性能和電化學性能，一直在各領域備受關注。在鋰電池的應用中，碳納米管作為電極時，其度特的網絡結構不僅能夠有效地連接更多的活性物質，出色的電導率也可以大幅降低阻抗。電導率及循環(huán)伏安法是表征電極材料電性能的重要手段，循環(huán)伏安法測試過程中，使用較多的是三電極系統(tǒng)和兩電極體系。
圖：循環(huán)伏安法測試系統(tǒng)架構
圖：循環(huán)伏安法測試曲線
雙極板（BPP）材料應用及測試表征
質子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種使用氫氣和氧氣作為燃料的電池，通過化學反應生成水，并產生電能。雙極板（Bipolar plate，以下簡稱BP）是燃料電池的一種核心零部件，主要作用為支撐MEA，提供氫氣、氧氣和冷卻液流體通道并分隔氫氣和氧氣、收集電子、傳導熱量，常見的材料有石墨、復合材料和金屬。作為核心部件，體電阻率測試是雙極板材料性能的重要表征技術之一。
圖：體電阻率測試系統(tǒng)架構
納米壓敏陶瓷材料應用及電性能測試表征
壓敏電阻又稱變阻器、變阻體或突波吸收器，其電阻會隨外部電壓而改變，因此它的電流-電壓特性曲線具有顯著的非線性：
- 在閾值電壓以下，壓敏電阻的阻值很高，相當于開路；
- 超過閾值電壓后，壓敏電阻的阻值大大降低，吸收瞬間的能量。
壓敏電阻的電學特性主要包括壓敏電壓、漏電流、封裝耐壓、響應度等方面。由于器件本身耐壓高，測試需要高壓，同時需要納安級小電流測量能力，推薦使用普賽斯P系列脈沖源表或E系列高電壓源測單元，P系列脈沖源表具備300V高壓，小電流低至1pA；E系列高壓源測單元最大電壓高達3500V、最小電流低至1nA。
圖：P系列高精度臺式脈沖源表
圖：E系列高電壓源測單元
納米發(fā)電材料應用及測試表征
納米發(fā)電機是基于規(guī)則的氧化納米線，在納米范圍內將機械能、熱能等轉化為電能，是市界上最小的發(fā)電機。目前主要包括：摩擦納米發(fā)電機、壓電納米發(fā)電機、熱釋電納米發(fā)電機、靜電納米發(fā)電機以及溫差發(fā)電機等。
由于納米發(fā)電自身的技術原因，在測試時具有電流信號微弱（低至μA甚至納安級）；內阻大，開路電壓很難測準；信號變化快，難以捕獲電壓或電流峰值等特點。推薦使用普賽斯S系列直流源表、P系列脈沖源表或CS系列插卡式多通道源表，搭配上位機軟件，可實現納米發(fā)電材料輸出電壓以及輸出電流隨時間變化的曲線：V-t、I-t等，適用于摩擦發(fā)電、水伏發(fā)電、溫差發(fā)電等納米發(fā)電研究領域。
圖：納米水伏發(fā)電測試系統(tǒng)架構
圖：納米溫差發(fā)電測試系統(tǒng)架構
有機場效應晶體管應用及測試表征
有機場效應晶體管（OFET）是一種利用有機半導體組成的場效應晶體管。一般由柵極、絕緣層、有機有源層、源/漏電極構成。主要性能指標有遷移率、開關電流比、閾值電壓三個參數，通常用輸出特性曲線和轉移特性曲線來表征。推薦使用普賽斯SPA6100半導體參數分析儀來進行I-V測試以及C-V測試，可以用來獲取器件的輸出轉移特性、柵極漏電流、漏源擊穿電壓等參數；C-V測試可以確定二氧化硅層厚度dox、襯底摻雜濃度N以及固定電荷面密度Qfc等參數。
圖：SPA6100半導體參數分析儀
數字源表IV掃描納米材料電性能方案認準普賽斯儀表咨詢，納米材料及器件作為戰(zhàn)略性新興產業(yè)和高新技術產業(yè)，是促進產業(yè)轉型升級和高質量發(fā)展的重要支柱之一。普賽斯數字源表具有測試精度高、微弱信號檢測能力強的特點，可根據用戶測試需求配置高效率、高精度、高性價比的納米材料測試方案，廣泛應用在納米材料、納米器件、納米發(fā)電等產品的研發(fā)生產領域
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