为应对电输运测试面临的挑战,在PPMS的基础上,必须添加高精度适合极低电平测试的仪器作为必要的补充,该仪器必须具备去除噪声的能力。以锁相放大器为测试仪器的AC法和以泰克(吉时利)622x低电平电流源/2182A纳伏计组合松成的Delta模式是两种主要的应对挑战的方法,两种方法的框图如下
Delta模式可以提供准直流电流反向技术的测量和计算,以消除温差电动势的影响,每个Delta读数都是根据通道1的两个电压测量结果计算而来;一个测量电流源的正相,一个测量负相,从而使噪声降低1000倍。AC 法和 Delta 模式法各有优势,相辅相成,-般在电输运测试时都配置。下图示意出两者应用范围:
从上两图可以看出,锁放可在更高频率应用,比如脉冲测试,但锁放较适合 100m$~1MQ范围的测试,而Delta 模式可测试更低电平的信号,也更适合低于100mQ及大于1M2的电阻测试。
某知名厂商给出的电输运测试方案:
除了低电平测试仪器,通常电输运测试还要配置SMU作为直流激励源。特殊情况下还需要AFG作为交流激励源,采集卡或示波器用于采集锁放输出信号。如果测试介电常数,还需配置静电计。
高频输运特性的研究是电输运特性测试的发展方向,研究高频输运特性时,需配置带宽达GHz的任意波形发生器。
单一被测样品测试方案:
- 6221/2182A 一套
- 24XX 或 26XX 一台
选配(各一台)
- AFG31252
- 2002八位半数字万用表
- 6514或6517或6430(测试介电常数)