專利名稱：一種熱刺激電流測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光機(jī)電一體化研究領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種熱刺激電流測(cè)試儀。
背景技術(shù)：
熱刺激電流(ThermalIy Stimulated Current,TSD)技術(shù)是通過(guò)將樣品線性升溫，使材料中不同陷阱能級(jí)內(nèi)的空間電荷脫阱，或使取向的偶極分子發(fā)生松弛，在外電路上產(chǎn)生電流，獲得電流隨溫度的變化關(guān)系的一門技術(shù)。通過(guò)對(duì)所獲得的電流-溫度譜的分析、計(jì)算，可得到捕獲空間電荷和取向偶極分子的束縛能級(jí)、活化能分布和儲(chǔ)存的電荷密度、脫阱電荷的逃逸頻率和平均渡越時(shí)間等參數(shù)，是研究材料內(nèi)部空間電荷受激脫阱后的遷移以及衰減規(guī)律、偶極電荷的松弛變化規(guī)律、各種電荷之間的相互作用等的重要工具。其在絕緣材料的老化以及擊穿研究、半導(dǎo)體光電材料及其元器件的開(kāi)發(fā)、駐極體材料的研究等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。 國(guó)際上熱刺激電流技術(shù)的應(yīng)用起步于二十世紀(jì)三十年代，主要用于測(cè)試駐極體體內(nèi)釋放的電荷量。國(guó)內(nèi)空間電荷的研究起步于20世紀(jì)80年代。傳統(tǒng)研究空間電荷所用的設(shè)備多數(shù)為實(shí)驗(yàn)室自組裝。隨著微納米技術(shù)的廣泛應(yīng)用、Meso-Macro的跨接復(fù)合等帶來(lái)的材料結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)的多層次性,大大增加了界面結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和多變性。由此因空間電荷陷阱能級(jí)分布、取向極化和界面極化等各種極化效應(yīng)引起的電偶極子束縛能級(jí)分布信息的獲取已越來(lái)越被人們所重視。熱刺激電流技術(shù)作為荷電特性研究的一種重要工具，自組裝設(shè)備已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足新材料研究的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供了一種熱刺激電流測(cè)試儀。一種熱刺激電流測(cè)試儀，所述測(cè)試儀包括真空室、微電流計(jì)和溫控裝置，真空室包括可上下調(diào)節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設(shè)置在下電極上方，下電極外圍設(shè)置有液氮容器，加熱器設(shè)置在下電極內(nèi)部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計(jì)；所述的樣品池處設(shè)有溫度傳感器，加熱器和溫度傳感器均連接至溫控裝置。優(yōu)選地，所述上電極包括電極帽、電極套、調(diào)節(jié)套、電極蓋和電極桿，電極套包括上下固定的電極上套和電極下套；電極上套和電極下套固定設(shè)置在電極桿外圍，電極帽固定在電極上套的上端部，電極蓋呈L型并固定設(shè)置在電極套外圍，調(diào)節(jié)套固定在電極套上并位于電極帽和電極蓋外圍。優(yōu)選地,所述的絕緣座為陶瓷座,陶瓷座固定在底座上。優(yōu)選地，所述陶瓷座與底座之間通過(guò)聚四氟乙烯密封墊密封。優(yōu)選地，所述調(diào)節(jié)套與電極帽之間通過(guò)聚四氟乙烯密墊圈密封。 優(yōu)選地，所述電極桿與電極上套通過(guò)螺母和墊片固定。[0012]優(yōu)選地，所述的液氮容器頂部設(shè)有注液口。優(yōu)選地，所述真空室的大小為Φ250ηιηιΧ 180mm。優(yōu)選地，所述上電極的升降調(diào)節(jié)范圍為(TlOmm。本實(shí)用新型靈敏度高，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，有效解決了自組裝設(shè)備不能滿足新材料研究與測(cè)試需求等問(wèn)題，完善了熱刺激電流技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法和手段，在介電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體光電材料、駐極體材料研究領(lǐng)域和微電流測(cè)量領(lǐng)域有 著廣闊的應(yīng)用前景。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型上電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不限于此。參照?qǐng)DI、圖2，一種熱刺激電流測(cè)試儀，所述測(cè)試儀包括真空室I、微電流計(jì)2和溫控裝置3，真空室I包括可上下調(diào)節(jié)的上電極4、帶有樣品池5的下電極6、液氮容器7和加熱器8,樣品池5設(shè)置在下電極6上方,下電極6外圍設(shè)置有液氮容器7,液氮容器7頂部設(shè)有注液口 12。加熱器8設(shè)置在下電極6內(nèi)部中心，下電極6安裝在陶瓷座9上，陶瓷座9固定在底座11上，陶瓷座9與底座11之間通過(guò)聚四氟乙烯密封墊10密封。上電極4和下電極6連接至微電流計(jì)2，樣品池5內(nèi)設(shè)有溫度傳感器22，加熱器8和溫度傳感器22連接至溫控裝置3。上電極4包括電極帽13、電極套、調(diào)節(jié)套16、電極蓋17和電極桿18,電極套包括上下固定的電極上套14和電極下套15 ;電極上套14和電極下套15固定設(shè)置在電極桿18外圍，電極桿18與電極上套14通過(guò)螺母20和墊片21固定。電極帽13固定在電極上套14的上端部，電極蓋17呈L型并固定設(shè)置在電極套外圍，調(diào)節(jié)套16固定在電極上套14上并位于電極帽13和電極蓋17外圍。調(diào)節(jié)套16與電極帽13之間通過(guò)聚四氟乙烯密墊圈19密封。真空室I的外殼為不銹鋼材質(zhì)，大小為Φ250πιπιΧ 180mm。上電極4的升降調(diào)節(jié)范圍為O 10_。使用時(shí)，將夾在兩電極之間的樣品，加熱到一定溫度，然后在兩電極之間施加一定時(shí)間的直流高電壓，以使樣品充分極化，隨后立即用液氮對(duì)樣品降溫到低溫，極化的載流子被“凍結(jié)”儲(chǔ)存起來(lái)。液氮冷卻的具體操作為先將準(zhǔn)備好的液氮從設(shè)備的注液口 12慢速少量倒入，再慢慢加入液氮直至液氮容器不再劇烈沸騰，并且液面至容器內(nèi)壁的三分之二高度為止，測(cè)試過(guò)程中如果因液氮揮發(fā)而不足以降溫時(shí)，可以補(bǔ)充液氮；溫控裝置3實(shí)時(shí)顯示樣品的冷卻溫度。冷卻完成，待液氣完全 車發(fā)完后，將樣品從低溫狀態(tài)，以一定的恒定速率升溫，在逐漸升溫的過(guò)程中，被“凍結(jié)”載流子逐漸發(fā)生退極化，逐步釋放電流。整個(gè)的極化與退極化的過(guò)程中產(chǎn)生的電流稱為熱刺激電流。熱刺激電流可以通過(guò)微電流計(jì)2顯示，溫控裝置3實(shí)時(shí)顯示樣品的加熱溫度。[0024] 本實(shí)用新型設(shè)置了一個(gè)能在真空狀態(tài)垂直上下移動(dòng)調(diào)節(jié)的上電極，上電極向上調(diào)
節(jié)可開(kāi)路測(cè)量，向下調(diào)節(jié)可閉路測(cè)量。采用開(kāi)路和閉路熱刺激放電技術(shù)的集成，為材料電荷存儲(chǔ)機(jī)理的研究提供了方便。
權(quán)利要求1.一種熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述測(cè)試儀包括真空室、微電流計(jì)和溫控裝置，真空室包括可上下調(diào)節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設(shè)置在下電極上方，下電極外圍設(shè)置有液氮容器，加熱器設(shè)置在下電極內(nèi)部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計(jì)；所述的樣品池處設(shè)有溫度傳感器，加熱器和溫度傳感器均連接至溫控裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述上電極包括電極帽、電極套、調(diào)節(jié)套、電極蓋和電極桿，電極套包括上下固定的電極上套和電極下套；電極上套和電極下套固定設(shè)置在電極桿外圍，電極帽固定在電極上套的上端部，電極蓋呈L型并固定設(shè)置在電極套外圍，調(diào)節(jié)套固定在電極套上并位于電極帽和電極蓋外圍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述的絕緣座為陶瓷座，陶瓷座固定在底座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述陶瓷座與底座之間通過(guò)聚四氟乙烯密封墊密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述調(diào)節(jié)套與電極帽之間通過(guò)聚四氟乙烯密墊圈密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述電極桿與電極上套通過(guò)螺母和墊片固定。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述的液氮容器頂部設(shè)有注液口。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述真空室的大小為Φ250mmX180mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的熱刺激電流測(cè)試儀，其特征在于所述上電極的升降調(diào)節(jié)范圍為O 10_。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱刺激電流測(cè)試儀。所述測(cè)試儀包括真空室、微電流計(jì)和溫控裝置，真空室包括可上下調(diào)節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設(shè)置在下電極上方，下電極外圍設(shè)置有液氮容器，加熱器設(shè)置在下電極內(nèi)部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計(jì)；所述的樣品池處設(shè)有溫度傳感器，加熱器和溫度傳感器均連接至溫控裝置。本實(shí)用新型靈敏度高，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確，有效解決了自組裝設(shè)備不能滿足新材料研究與測(cè)試需求等問(wèn)題，完善了熱刺激電流技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方法和手段，在介電材料、絕緣材料、半導(dǎo)體光電材料、駐極體材料研究領(lǐng)域和微電流測(cè)量領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01R19/00GK202600020SQ20122021164
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月12日
發(fā)明者陳鋼進(jìn) 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)