SMU数字源表IV扫描测试纳米材料电性能方案

来源:智能中央机    发布时间:2024-03-30 23:40:13

  与传统的材料相比,纳米材料具备原子级厚度、表面平整无悬空键、载流子迁移率好等优点,其导电性能特别大程度依赖于材料本身的带隙、掺杂浓度和载流子迁移率。同样的掺杂浓度下,迁移率越大,率越小,导电率就越高。在纳米材料/器件电学性能的表征和分析中,一般会用霍尔效应及电阻率测试法。

  当电流垂直于外磁场通过纳米材料时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生附加电场,从而在半导体两端产生电势差,这一现象称为霍尔效应。霍尔效应测试常用的测试方法是范德堡法,并在测试时外加磁场。

  二维纳米材料(如石墨烯)电阻率测试是重要的测试项目,测试方法主要为四探针法与范德堡法。

  对于规则圆形的材料样品,电阻率测试较为方便的方法是四探针法,四探针法优点是分离电流和电压电极,消除布线及探针接触电阻的阻抗影响。范德堡法为更通用的四探针测量技术,对样品形状没有要求,且不需要测量样品所有尺寸。

  此外,由于纳米材料具备独特的物理、化学和生物学性质,在制备过程中纳米粒子的大小、形状和结构很难控制,且纳米材料的性质受表面效应、尺寸效应和缺陷效应等因素的影响,使其制备和性质研究面临巨大挑战。

  原位表征技术的发展促进了科研人员对纳米材料的认识,使得纳米材料的性能研究实现飞跃性突破。其中原位透射电子显微分析法(TEM)是实时监控与记录位于电镜内的试样对不同外界激励信号的动态响应的一种手段,有助于加速纳米材料的开发和应用。

  高温原位表征系统基于高精度数字源表,控制在原位样品台内对样品构建精细热场自动调控及反馈测量系统,并结合透射电子显微镜(TEM)研究材料在不同热场条件下发生结构相变、形貌变化、物性变化以及电性变化等关键信息,是纳米材料结构表征科学最新颖、最有发展空间的表征技术之一。

  目前,纳米材料的应用大多分布在在电子信息、生物材料、能源等领域,其中在新型电子器件的设计和制造上取得很大突破,如纳米晶体管、纳米传感器、纳米光电子器件等。通过在纳米尺度上控制和操纵电子器件和材料的性质,使得器件具有更小的尺寸、更低的功耗以及更快的响应速度,未来在电子信息及其他科技领域上将会衍生更大的价值。因此,针对纳米材料的不同应用,采用有效的技术方法和手段对纳米材料/器件的性能进行深入研究至关重要。

  碳纳米管具备优秀能力的机械性能和电化学性能,一直在各领域非常关注。在锂电池的应用中,碳纳米管作为电极时,其独特的网络结构不仅仅可以有效地连接更多的活性物质,出色的电导率也可以大幅度降低阻抗。电导率及循环伏安法是表征电极材料电性能的重要手段,循环伏安法测试过程中,使用较多的是三电极系统和两电极体系。

  质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种使用氢气和氧气作为燃料的电池,通过化学反应生成水,并产生电能。双极板(Bipolar plate,以下简称BP)是燃料电池的一种核心零部件,最大的作用为支撑MEA,提供氢气、氧气和冷却液流体通道并分隔氢气和氧气、收集电子、传导热量,常见的材料有石墨、复合材料和金属。作为核心部件,体电阻率测试是双极板材料性能的重要表征技术之一。

  压敏电阻又称变阻器、变阻体或突波吸收器,其电阻会随外部电压而改变,因此它的电流-电压特性曲线具有非常明显的非线性:

  压敏电阻的电学特性最重要的包含压敏电压、漏电流、封装耐压、响应度等方面。由于器件本身耐压高,测试需要高压,同时需要nA级小电流测量能力,推荐使用普赛斯P系列脉冲源表或E系列高电压源测单元,P系列脉冲源表具备300V高压,小电流低至1pA;E系列高压源测单元最大电压高达3500V、最小电流低至1nA。

  纳米发电机是基于规则的氧化纳米线,在纳米范围内将机械能、热能等转化为电能,是世界上最小的发电机。目前最重要的包含:摩擦纳米发电机、压电纳米发电机、热释电纳米发电机、静电纳米发电机以及温差发电机等。

  由于纳米发电自身的技术原因,在测试时具有电流信号微弱(低至μA甚至nA级);内阻大,开路电压很难测准;信号变化快,难以捕获电压或电流峰值等特点。推荐使用普赛斯S系列直流源表、P系列脉冲源表或CS系列插卡式多通道源表,搭配上位机软件,可实现纳米发电材料输出电压以及输出电流随时间变化的曲线:V-t、I-t等,适用于摩擦发电、水伏发电、温差发电等纳米发电研究领域。

  有机场效应晶体管(OFET)是一种利用有机半导体组成的场效应晶体管。一般由栅极、绝缘层、有机有源层、源/漏电极构成。主要性能指标有迁移率、开关电流比、阈值电压三个参数,通常用输出特性曲线和转移特性曲线来表征。推荐使用普赛斯SPA6100半导体参数分析仪来进行I-V测试以及C-V测试,可拿来获取器件的输出转移特性、栅极漏电流、漏源击穿电压等参数;C-V测试能确定二氧化硅层厚度dox、衬底掺杂浓度N以及固定电荷面密度Qfc等参数。

  ,具有较好的一致性测量特性,可精确的输出和测量电压、电流,预防器件损坏;同时,极大的缩短

  的一种仪器设施。它通过测量电池在特定光照条件下的电流和电压,从而判断电池的

  仪有哪些? /

  表之前,一定要做好以下准备工作:确保电源连接正确,接地良好;按照仪器说明书正确设置参数;准备好

  表使用经验分享 /

  表可作为独立的恒压源或恒流源、伏特计、安培计和欧姆表,还可用作精密电子负载,其高

  架构允许其使用作为波形发生器、以及自动电流-电压(I-V)表征系统。极大缩短

  表的优势在哪? /

  表是吉时利最新的I-V源-测量仪器,既可以用作桌面级I-V特性分析工具,也能成为多通道I-V

  表 /

  精密定时和信道同步( ·接触检测功能确保了高速及准确的测量 ·20,000读数/秒提供更快的

  表 /

  )仪器为 您带来先进的Touch, Test, Invent®(触摸、

  表 /

  表 /

  表 /

  表双通道源表 /

  万用表、电压源、电流源、电子负载以及脉冲发生器、波形发生器等功能于一体,同时可精确限流保护器件不受损坏。在功率半导体

  表如何选型?不如来下文“挖一挖” /

  4201 /

  表简介 /

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