數字源表iv掃描測試納米材料電性能方案

碳納米管具有優異的機械性能和電化學性能，一直在各領域備受關注。在鋰電池的應用中，碳納米管作為電極時，其D特的網絡結構不僅能夠有效地連接更多的活性物質，出色的電導率也可以大幅降低阻抗。電導率及循環伏安法是表征電極材料電性能的重要手段，循環伏安法測試過程中，使用較多的是三電極系統和兩電極體系。

圖：循環伏安法測試系統架構

圖：循環伏安法測試曲線

質子交換膜燃料電池（PEMFC）是一種使用氫氣和氧氣作為燃料的電池，通過化學反應生成水，并產生電能。雙極板（Bipolar plate，以下簡稱BP）是燃料電池的一種核心零部件，主要作用為支撐MEA，提供氫氣、氧氣和冷卻液流體通道并分隔氫氣和氧氣、收集電子、傳導熱量，常見的材料有石墨、復合材料和金屬。作為核心部件，體電阻率測試是雙極板材料性能的重要表征技術之一。

圖：體電阻率測試系統架構

壓敏電阻又稱變阻器、變阻體或突波吸收器，其電阻會隨外部電壓而改變，因此它的電流-電壓特性曲線具有顯著的非線性：

- 在閾值電壓以下，壓敏電阻的阻值很高，相當于開路；

- 超過閾值電壓后，壓敏電阻的阻值大大降低，吸收瞬間的能量。

壓敏電阻的電學特性主要包括壓敏電壓、漏電流、封裝耐壓、響應度等方面。由于器件本身耐壓高，測試需要高壓，同時需要納安級小電流測量能力，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系列高壓源測單元最大電壓高達3500V、最小電流低至1nA。

圖：P系列高精度臺式脈沖源表

圖：E系列高電壓源測單元

納米發電機是基于規則的氧化納米線，在納米范圍內將機械能、熱能等轉化為電能，是市界上蕞小的發電機。目前主要包括：摩擦納米發電機、壓電納米發電機、熱釋電納米發電機、靜電納米發電機以及溫差發電機等。

由于納米發電自身的技術原因，在測試時具有電流信號微弱（低至μA甚至納安級）；內阻大，開路電壓很難測準；信號變化快，難以捕獲電壓或電流峰值等特點。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，搭配上位機軟件，可實現納米發電材料輸出電壓以及輸出電流隨時間變化的曲線：V-t、I-t等，適用于摩擦發電、水伏發電、溫差發電等納米發電研究領域。

圖：納米水伏發電測試系統架構

圖：納米溫差發電測試系統架構

有機場效應晶體管（OFET）是一種利用有機半導體組成的場效應晶體管。一般由柵極、絕緣層、有機有源層、源/漏電極構成。主要性能指標有遷移率、開關電流比、閾值電壓三個參數，通常用輸出特性曲線和轉移特性曲線來表征。推薦使用普賽斯SPA6100半導體參數分析儀來進行I-V測試以及C-V測試，可以用來獲取器件的輸出轉移特性、柵極漏電流、漏源擊穿電壓等參數；C-V測試可以確定二氧化硅層厚度dox、襯底摻雜濃度N以及固定電荷面密度Qfc等參數。

圖：SPA6100半導體參數分析儀