納米材料/納米電子器件電學(xué)測(cè)試面臨的挑戰(zhàn)

1、納米級(jí)尺寸

性能不同于宏尺寸材料與器件

狀態(tài)變化快，對(duì)測(cè)試儀器響應(yīng)速度有要求

2、測(cè)試信號(hào)微弱

多在樣品研發(fā)階段

單位面積產(chǎn)生的電壓/電流的微弱信號(hào)

電流信號(hào)nA甚至pA級(jí)，對(duì)設(shè)備的微弱信號(hào)檢測(cè)能力要求高

3、外部噪聲干擾

需要降低外部噪聲影響，屏蔽濾波，無(wú)干擾

降低熱電噪聲，材質(zhì)、溫度

適當(dāng)?shù)倪B接方式：四線制，降低線損壓降；三同軸GUARD方式，降低線纜漏電流

納米材料電學(xué)性能的表征和分析

1、霍爾效應(yīng)測(cè)試

當(dāng)電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)納米材料時(shí)，載流子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì)產(chǎn)生附加電場(chǎng)，從而在半導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。霍爾效應(yīng)測(cè)試常用的測(cè)試方法是范德堡法，并在測(cè)試時(shí)外加磁場(chǎng)。

2、電阻率測(cè)試

二維納米材料（如石墨烯）電阻率測(cè)試是重要的測(cè)試項(xiàng)目，測(cè)試方法主要為四探針法與范德堡法。

納米材料高溫原位表征技術(shù)

高溫原位表征系統(tǒng)基于高精度數(shù)字源表，控制MEMS芯片在原位樣品臺(tái)內(nèi)對(duì)樣品構(gòu)建精細(xì)熱場(chǎng)自動(dòng)調(diào)控及反饋測(cè)量系統(tǒng)，并結(jié)合透射電子顯微鏡(TEM）研究材料在不同熱場(chǎng)條件下發(fā)生結(jié)構(gòu)相變、形貌變化、物性變化以及電性變化等關(guān)鍵信息，是納米材料結(jié)構(gòu)表征科學(xué)最新穎、最有發(fā)展空間的表征技術(shù)之一。

納米材料的典型應(yīng)用及電性能測(cè)試方案

1、納米電極材料應(yīng)用及測(cè)試表征

碳納米管具有優(yōu)異的機(jī)械性能和電化學(xué)性能，電導(dǎo)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(cè)試過(guò)程中，使用較多的是三電極系統(tǒng)和兩電極體系。

2、雙極板(BPP)材料應(yīng)用及測(cè)試表征

極板(Bipolar plate，以下簡(jiǎn)稱BP）是燃料電池的一種核心零部件，作為核心部件，體電阻率測(cè)試是雙極板材料性能的重要表征技術(shù)之一。

3、納米發(fā)電材料應(yīng)用及測(cè)試表征

由于納米發(fā)電自身的技術(shù)原因，在測(cè)試時(shí)具有電流信號(hào)微弱（低至μA甚至nA級(jí)）；內(nèi)阻大，開路電壓很難測(cè)準(zhǔn)；信號(hào)變化快，難以捕獲電壓或電流峰值等特點(diǎn)。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(jī)軟件，可實(shí)現(xiàn)納米發(fā)電材料輸出電壓以及輸出電流隨時(shí)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(lǐng)域。

4、納米壓敏陶瓷材料應(yīng)用及電性能測(cè)試表征

壓敏電阻的電學(xué)特性主要包括壓敏電壓、漏電流、封裝耐壓、響應(yīng)度等方面。由于器件本身耐壓高，測(cè)試需要高壓，同時(shí)需要nA級(jí)小電流測(cè)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(cè)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(cè)單元最大電壓高達(dá)3500V、最小電流低至1nA。

5、有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管應(yīng)用及測(cè)試表征

有機(jī)場(chǎng)效應(yīng)晶體管（OFET）是一種利用有機(jī)半導(dǎo)體組成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。主要性能指標(biāo)有遷移率、開關(guān)電流比、閾值電壓三個(gè)參數(shù)，通常用輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移特性曲線來(lái)表征。推薦使用普賽斯SPA6100半導(dǎo)體參數(shù)分析儀來(lái)進(jìn)行I-V測(cè)試以及C-V測(cè)試。