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最近,我们在吉瑟利看到了许多人对纳米技术的兴趣,大学和半导体公司的研究实验室正在开发新的纳米材料,比如石墨烯。然而,纳米材料很难测试和表征,因为测量材料的阻抗、电导或电阻需要进行非常低的测量。
一种方法是使用一种称为源-度量测试的技术。基本上,你把一个电流源连接到一个材料的样本上然后测量它的电压,蓝冠官网 或者把一个电压源连接到样品上然后测量通过它的电流。这种方法也适用于具有线性或非线性传递函数的无源和有源特性的器件。
在纳米级器件和材料的电气测试中,有几项考虑是重要的:
除非它们是超导的,否则纳米尺度的器件和材料不能像传统的无源器件和材料那样携带那么多的电流。这意味着当使用电流刺激时,测试系统必须精确控制电流并将其保持在低水平(mA, a, nA),否则将破坏被测设备(DUT)。
纳米尺度的器件和材料不能像传统电子元件或材料那样阻挡来自相邻器件的电压。这是因为更小的设备被挤得更近。更小的设备质量也更小,可能会受到与大场相关的力的影响。此外,与纳米粒子有关的内部电场可能非常高,需要注意施加的电压。
鉴于纳米尺度的器件和材料是如此的小,它们通常具有较低的寄生电感和电容。这意味着用于表征其I-V曲线的仪器必须在跟踪短反应时间的同时测量小电流。
由于纳米测试应用通常需要低电流源和测量,所以必须使用仪器,如Keithley系列2600A System SourceMeter®仪器,蓝冠 这些仪器具有合适的源和测量分辨率和精度。除了高度灵敏之外,该仪器还必须具有较短的响应时间(有时称为高带宽),这与DUT的低电容和在低电流下快速改变状态的能力有关。
当表征低阻抗(<1000欧姆)器件和材料时,源电流/测量电压技术通常会产生最好的结果。当应用于低阻抗时,电流源是稳定的,并且可以很容易地获得良好的信噪比。这允许精确的低电压响应测量。
当表征高阻抗(> 10000欧姆)器件和材料时,源电压/测量电流技术是最好的。稳定的电压源驱动高阻抗很容易构造。当一个设计良好的电压源被放置在高阻抗上时,它会迅速对被测工件和测试电缆的杂散电容充电,并迅速稳定到最终的输出值。DUT的小电流响应可以用合适的灵敏安培计精确测量。