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纳米电测量的实例分析II

作者:易发棋牌最新网站 发布时间:2020-08-05 02:39 点击数:

  纳米线被视为一种实现纳米电子元器件[2](如晶体管或者逻辑门)间互联的方法,目前的研究是针对硅、砷化镓、氮化镓及其他3-5族材料进行的。研究者们需要了解,若要让这些线实用化,其、总体的均匀性、可靠性和电流承载能力究竟如何。因为这些器件非常微小,测量必须在很弱的电流下进行,这就要求设备能输出和测量低至nA水平的电流信号。在这样弱的电流上进行电阻测量,就需要同时采用低压测量仪器,并用一个4线]来剔除测量系统的引线电阻。输出微小的电流也减少了线R以及对其造成损害的可能性。

  针对纳米互联用的聚合物的研究工作也很可观。因为这些一般是高阻性的材料,它们的电阻往往通过输出电压信号和测量相应的电流来测量,这样的电流可能处于fA范围。要保证精度,就必须注意降低和消除测试系统中的任何过大的电流,例如由摩擦起电效应[4]、电化学效应[5]、电缆连接以及静电电荷所造成的噪声。

  为了保护纳米级样品不受静电放电的损伤,可以使用一个由板状金属或者网格制作的法拉第笼。在一个封闭的、空心的导体中的电场为零,故放入其中的物体将被屏蔽,免受任何大气中的或者杂散的电场的影响。

  现在的许多仪器还可以提供必备的电阻测量功能。对于小电阻测量而言,具有nV计的、可以提供电流信号并测量低电压的源-测量一体单元是适当的设备。对于高电阻测量,建议采用静电计和fA以下的信号源-测量一体单元。最新的I-V特性测量工具常常能同时测量低和高电阻,当努力通过添加更多的导电材料,如碳纳米管,来提升高阻材料[6]的电导率时,这就显得极为有利。

  说到材料,许多纳米科学的研究者正在创制专用纸张或者薄膜类材料,他们需要理解这些研究对象的表面和体电阻率与电导率特性。同样的,弱电流和高电阻常常是待测的特性。这些测量需要采用针对扁平材料测量而设计的专用测试夹具。

  测量电阻,然后考虑到几何尺寸等因素,就可以将其转换为表面或者体电阻率,就可以确定材料电阻率参数。测量绝缘材料的电阻的最佳方式,是向样品施加一个已知的电势,并用静电计或者pA计来测量相应的电流。

  体电阻率用于衡量直接流过一个材料的漏电流。它定义为穿过一个一立方厘米绝缘材料的电阻,单位是欧姆厘米。在测量体电阻率时,测试样品被置于两个电极之间,在两个电极间施加一个电势差。所产生的电流分布将穿透整个测试样品的体积,并被一个pA计测量出来。

  表面电阻定义为一个绝缘体的表面的电阻,以欧姆为单位(往往被称为欧姆/方块)。它的测量方法是,在测试样品的表面上放置两个电极,在电极间施加电势差[7],并测量相应的电流。


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