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納米材料電學(xué)測(cè)試方案將在本文中闡述，包括《納米線/碳納米管測(cè)試方案》、《二維/石墨烯材料測(cè)試方案》。納米材料電學(xué)測(cè)試SMU 應(yīng)用場(chǎng)景、測(cè)試特點(diǎn)及選型原則的示意圖，結(jié)合被測(cè)納米材料或納米電子器件的類型及測(cè)試要點(diǎn)，選擇最適合的SMU。4200 – SCS 幾乎適用于全部種類的納米材料的測(cè)試，當(dāng)然，某些特殊的源表更適合一些特殊的應(yīng)用。
納米線/碳納米管及電子器件測(cè)試
納米線（Nano Wire）為一種橫向上被限制在100納米以下（縱向沒有限制）的一維材料。根據(jù)組成材料的不同，納米線可分金屬納米線，半導(dǎo)體納米線和絕緣體納米線。作為納米材料的一種，納米線具備上文概述的納米材料全部特性，在電子，光電子和納電子機(jī)械器械中，納米線起到很重要的作用。它同時(shí)還可以作為合成物中的添加物、量子器械中的連線、場(chǎng)發(fā)射器和生物分子納米感應(yīng)器等。
I-V 測(cè)試是納米線/碳納米管最基本的電性能測(cè)試，SMU 是基本測(cè)試儀器，不同種類的碳納米管需不同的 SMU 進(jìn)行測(cè)試，SMU選擇依據(jù)為：
被測(cè)樣品所需 SMU 通道數(shù)
被測(cè)樣品是否有脈沖測(cè)試需求
被測(cè)樣品是否有電容測(cè)試需求
被測(cè)樣品電阻范圍，施加或測(cè)試的電流范圍以及施加或測(cè)試的電壓范圍
納米線/碳納米管及其電子器件綜合測(cè)試方案
4200A-SCS 主機(jī)
4200 SMU 模塊，模塊數(shù)量由通道數(shù)決定
4200 PA，選件，依據(jù)最小測(cè)試電流定，數(shù)量與SMU模塊匹配
4225 PMU，選件，依據(jù)脈沖需求定，模塊數(shù)由通道數(shù)定，是否加放大器由最小測(cè)試電流定
4210 CVU，選件，有電容特性測(cè)試需求時(shí)配置
納米探針臺(tái)（第三方）
軟件：Clarius
方案優(yōu)勢(shì)：
測(cè)試范圍寬，滿足全部種類納米線/碳納米管及其電子器件測(cè)試需求
多種配置滿足不同的應(yīng)用需求
內(nèi)置多種納米線/碳納米管器件庫(kù)，調(diào)用后自動(dòng)生成相應(yīng)器件的測(cè)試流程
二維/石墨烯材料及電子器件測(cè)試
所謂二維材料 （Two dimensional material ），指的是電子僅可在兩個(gè)維度的非納米尺度（1-100nm）上自由運(yùn)動(dòng)（平面運(yùn)動(dòng)）的材料，屬于納米材料的范疇，包含具有超導(dǎo)、金屬性、半金屬、拓?fù)浣^緣體、半導(dǎo)體、絕緣體的材料。二維材料最為典型的代表是石墨烯，石墨烯是由碳原子組成的二維結(jié)構(gòu)，由于在電學(xué)/熱學(xué)/光學(xué)等方面的優(yōu)良特性，被廣泛研究并使用在這個(gè)領(lǐng)域。在半導(dǎo)體特性上，石墨烯具有優(yōu)良的導(dǎo)電特性及易摻雜改性的特性，因此被用來制作為各種半導(dǎo)體器件，如零帶隙、頂柵石墨烯場(chǎng)效應(yīng)管，雙層石墨烯晶體管，雙極超導(dǎo)石墨烯晶體管，石墨烯納米帶場(chǎng)效應(yīng)管等。在應(yīng)用上可作為穿戴設(shè)備，傳感器，充電設(shè)備等。
對(duì)二維/石墨烯材料，通常使用四探針法或范德堡法測(cè)試電阻率，用霍爾效應(yīng)測(cè)測(cè)試載流子遷移率及載流子濃度。
二維/石墨烯材料及電子器件電性能測(cè)試挑戰(zhàn)
二維/石墨烯材料屬于納米材料范疇，上文中討論的測(cè)試挑戰(zhàn)對(duì)二維/石墨烯材料都適用。
電阻率及霍爾效應(yīng)測(cè)試均是加流測(cè)壓的過程，需要設(shè)備能輸出電流并且測(cè)試電壓，這意味著同時(shí)需要電流源和電壓表，并且電流源和電壓表精度要高，保證測(cè)試的準(zhǔn)確性。
電阻率及電子遷移率通常范圍較大，需要電流電壓范圍都很大的設(shè)備。
需與探針臺(tái)配合，測(cè)試設(shè)備需方便連接，需易用的軟件
霍爾效應(yīng)測(cè)試時(shí)，通常要準(zhǔn)備霍爾條（Hall Bar）
高性價(jià)比測(cè)試方案1：
6221高精度脈沖電流源
2182 納伏表
7168 開關(guān)卡
探針臺(tái)（第三方）
軟件：自行開發(fā)
方案優(yōu)勢(shì)：
?
性價(jià)比高
具有脈沖電流
Delta 模式
被測(cè)樣品電阻適用范圍廣（uΩ ~ TΩ）
納伏開關(guān)卡不影響測(cè)試精度
高性能測(cè)試方案2：
?
4200A-SCS + 4200 SMU X 3 或 4
4200 PA X 3 或 4
測(cè)試臺(tái) （第三方）
軟件：Clarius
方案優(yōu)勢(shì)：
SMU模塊集電壓源/電壓表/電流源/電流表于一體，集成度高，方便使用
SMU均配有開爾文接口，在測(cè)試小電阻時(shí)可有效消除線纜電阻的影響
電流輸出精度40fA；電流測(cè)試精度10fA；電壓測(cè)試精度80μV；
帶有pulse工作模式，使用pulse測(cè)試可以消除自加熱效應(yīng) （需增加 4225 PMU 硬件）
Clarius 軟件可調(diào)用內(nèi)置Project，不僅適用于針對(duì)二維/石墨烯材料的四探針，范德堡，霍爾效應(yīng)測(cè)試，也適用于二維/石墨烯電子器件 I-V C-V 特性測(cè)試（C-V 特性測(cè)試時(shí)需添加 4210 CVU 硬件）
開放設(shè)備底層指令，附帶編譯軟件，支持自編程
納米發(fā)電測(cè)試方案
納米發(fā)電機(jī)是基于規(guī)則的氧化鋅納米線，在納米范圍內(nèi)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能，是世界上最小的發(fā)電機(jī)。目前納米發(fā)電機(jī)可以分為三類：壓電納米發(fā)電機(jī)、摩擦納米發(fā)電機(jī)、熱釋電納米發(fā)電機(jī)。
納米發(fā)電面臨的測(cè)試挑戰(zhàn)
發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流小
發(fā)電機(jī)的內(nèi)阻大，開路電壓測(cè)不準(zhǔn)
信號(hào)變化快，很難采集電壓或者電流峰值
泰克納米發(fā)電測(cè)試方案
采用高內(nèi)阻的靜電計(jì)6517+數(shù)據(jù)采集儀DMM6500+納米發(fā)電采集軟件來進(jìn)行微小納米發(fā)電電流數(shù)據(jù)采集。由于現(xiàn)在納米發(fā)電機(jī)中有一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)向?qū)嶋H應(yīng)用研究，其中之一就有壓力傳感方向，而矩陣式壓力傳感器的測(cè)試是很多老師和同學(xué)比較頭疼的一個(gè)問題，為了解決這類問題，根據(jù)要求搭建了一個(gè)測(cè)試方案如下：
?
方案優(yōu)勢(shì)：
納米發(fā)電研究領(lǐng)域推薦測(cè)試方案
優(yōu)異的小心測(cè)試能力
定制化軟件，更快，更簡(jiǎn)單，更專業(yè)
可升級(jí)，滿足研究將來的測(cè)試需求
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