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一种薄膜样品的电学性质测量方法
| 专利名称： | 一种薄膜样品的电学性质测量方法 |
| 摘要： | 本发明涉及材料科学领域，一种薄膜样品的电学性质测量方法，将电晕探针切换到探头的探针位I；控制位移台将栅网移动至样品上方三毫米距离处，并通过电压源对其施加电压，所述电压典型值为50V；控制位移台将金属罩移动至栅网上方四毫米距离处，并通过直流电源对其施加电压，所述电压典型值为1.5kV至2.5kV；对样品充电：通过高压恒流源对电晕探针施加电流，电流典型值为二微安，测量方法包括测量样品表面的电势衰减的步骤、测量样品的电容的方法，采用可移动的电晕探针对薄膜充电，以进行相关电学测量，并采用施加电压的栅网使得到达薄膜表面的离子分布更均匀，充电过程快速且易控制，能够同时对薄膜进行相关力学特性的测量。 |
| 专利类型： | 发明专利 |
| 国家地区组织代码： | 浙江;33 |
| 申请人： | 金华职业技术学院 |
| 发明人： | 范晓雯;张向平;赵永建 |
| 专利状态： | 有效 |
| 申请号： | CN201811083993.8 |
| 公开号： | CN109142059A |
| 分类号： | G01N3/08(2006.01)I;G;G01;G01N;G01N3 |
| 申请人地址： | 321017 浙江省金华市婺州街1188号 |
| 主权项： | 1.一种薄膜样品的电学性质测量方法，薄膜测试装置主要包括光纤传感器I(1)、反射镜I(2)、光纤传感器II(3)、反射镜II(4)、探头(5)、透镜探针(6)、电晕探针(7)、高压恒流源(8)、金属罩(9)、栅网(10)、位移台(11)、直流电源(12)、电压源(13)、样品(14)、样品台(15)、接地环电极(16)、主电极(17)、显微镜物镜(18)、计算机(19)、电流计(20)和电流控制器(21)，xyz为三维空间坐标系，所述探头(5)具有前端和末端，所述探头(5)从前端至末端由探针盘(5‑1)、悬臂(5‑2)和微驱动器(5‑3)连接而成，微驱动器(5‑3)能够在y方向移动，最小移动步进为60纳米、最大移动范围为30毫米、最大移动速率为2毫米/秒，所述探针盘(5‑1)为圆盘状，探针盘(5‑1)下表面具有探针位I(5‑1‑1)、探针位II(5‑1‑2)和探针位III(5‑1‑3)，所述探针位I(5‑1‑1)位于探头(5)前端，探针位I(5‑1‑1)能够安装透镜探针(6)、也能够安装电晕探针(7)，探针位II(5‑1‑2)能够安装透镜探针(6)，探针位III(5‑1‑3)能够安装电晕探针(7)，能够将透镜探针(6)从探针位II(5‑1‑2)切换至探针位I(5‑1‑1)以进行力学实验，能够将电晕探针(7)从探针位II(5‑1‑2)切换至探针位I(5‑1‑1)以进行电学实验，探针盘(5‑1)上表面安装有反射镜II(4)，反射镜II(4)与xz平面平行，探针盘(5‑1)侧面安装有反射镜I(2)，反射镜I(2)与xy平面平行；光纤传感器I(1)和光纤传感器II(3)分别电缆连接计算机(19)，光纤传感器I(1)的位置固定并正对着反射镜I(2)，光纤传感器II(3)的位置固定并正对着反射镜II(4)，透镜探针(6)顶端是一个直径范围为1.5毫米至4毫米的半球形的玻璃透镜，电晕探针(7)电缆连接高压恒流源(8)，电晕探针(7)长为20毫米、直径为0.3毫米；探头(5)的透镜探针(6)和电晕探针(7)的下方依次安装有金属罩(9)和栅网(10)，所述金属罩(9)和栅网(10)均连接于位移台(11)，位移台(11)能够分别控制金属罩(9)和栅网(10)移动，金属罩(9)通过位移台(11)电缆连接直流电源(12)，金属罩(9)是长度为24毫米、底面直径为18毫米的圆柱面，圆柱面的轴线沿y方向，栅网(10)是由直径为0.2毫米的金属线组成的边长为2毫米的正方形网格，栅网(10)通过位移台(11)电缆连接电压源(13)，电压源(13)电缆连接电流控制器(21)；样品台(15)位于栅网(10)下方，样品台(15)能够在xz平面内移动，最小移动步进为60纳米、最大移动范围为30毫米、最大移动速率为2毫米/秒，样品台(15)底部具有接地环电极(16)和主电极(17)，所述接地环电极(16)外径为20毫米、内径为18毫米，所述主电极(17)为直径14毫米的圆盘并能够透光，样品(14)位于样品台(15)内，样品(14)分别与接地环电极(16)和主电极(17)接触，主电极(17)依次电缆连接电流计(20)、电流控制器(21)和计算机(19)，显微镜物镜(18)位于样品台(15)下方；电流计(20)测得的样品(14)充电电流I1输入到电流控制器(21)，计算机(19)中预设的样品(14)充电电流I2输入到电流控制器(21)，电流控制器(21)比较I1和I2后输出反馈信号至电压源(13)，以能够控制施加在栅网(10)上的电压，其特征是：所述一种薄膜样品的电学性质测量方法的步骤为：准备步骤如下：一.将电晕探针(7)切换到探头(5)的探针位I(5‑1‑1)；二.控制位移台(11)将栅网(10)移动至样品(14)上方三毫米距离处，并通过电压源(13)对其施加电压，所述电压典型值为50V；三.控制位移台(11)将金属罩(9)移动至栅网(10)上方四毫米距离处，并通过直流电源(12)对其施加电压，所述电压典型值为1.5kV至2.5kV；四.对样品(14)充电：通过高压恒流源(8)对电晕探针(7)施加电流，电流典型值为二微安；测量样品(14)表面的电势衰减的步骤如下：一.在计算机(19)中预设样品(14)充电电流I2＝0并输入至电流控制器(21)，以改变栅网(10)上的电压，使得电流计(20)测得的样品(14)充电电流I1＝0；二.在计算机(19)中预设样品(14)充电电流I2，电流控制器(21)比较I1和I2后输出反馈信号至电压源(13)以控制施加在栅网(10)上的电压，开始对样品(14)充电；三.一分钟后，再次在计算机(19)中预设样品(14)充电电流I2＝0，开始样品(14)表面的电势衰减的测量；四.通过实时监控Vg(t)随时间的变化来得到样品(14)表面的电势V(t)；测量样品(14)的电容的方法为：在充电过程刚开始的时候，通过计算 |
| 所属类别： | 发明专利 |
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