概述

        納米材料,定義為粒徑在1-100納米之間的一類超細材料,具有表面效應、小尺寸效應、宏觀量子隧道效應等一些特殊物理化學性能。由于結構比表面積大，粒徑小,表面原子比例高等特點,使得納米材料在電學、熱力學以及催化等多個方面具有獨特的性能。按納米的尺度在空間的表達特征,可分為零維納米材料即納米顆粒材料、一維納米材料(如納米線、棒、絲、管和纖維等)、二維納米材料(如納米膜、納米盤、超晶格等)、納米結構材料即納米空間材料(如介孔材料等)。按納米材料的不同功能以及應用,可分為納米發電材料、納米磁性材料、納米催化材料、納米智能材料、納米吸波材料、納米熱敏材料等。

圖1:納米材料結構示意圖

圖2:納米材料分類

        在納米材料的研發中,對材料從不同維度進行表征尤為重要,是評估材料性能、研發工藝等的關鍵環節。常見的納米材料表征包括結構表征、成分分析、形貌表征、以及性能表征-光、電、磁、熱、力等。納米材料的電特性表征,即對制成的納米材料或者器件,施加壓力、溫度、電壓或者電流等激勵源,測試樣品在不同種類以及不同強度的激勵下,其相關電性能參數,如電流(I)、電壓(V)或者電阻(Ω)的變化情況,從而用于進一步分析納米材料。

• 霍爾效應測試

當電流垂直于外磁場通過納米材料時，載流子發生偏轉，垂直于電流和磁場的方向會產生附加電場，從而在半導體兩端產生電勢差，這一現象稱為霍爾效應。霍爾效應測試常用的測試方法是范德堡法，并在測試時外加磁場。

圖：霍爾效應測試系統架構

• 電阻率測試

        二維納米材料（如石墨烯）電阻率測試是重要的測試項目，測試方法主要為四探針法與范德堡法。

        對于規則圓形的材料樣品，電阻率測試比較方便的方法是四探針法，四探針法優勢在于分離電流和電壓電極，消除布線及探針接觸電阻的阻抗影響。范德堡法為更通用的四探針測量技術，對樣品形狀沒有要求，且不需要測量樣品所有尺寸。

圖：四探針法測試系統架構

圖：范德堡法測試系統架構

• 納米材料高溫原位表征技術

  高溫原位表征系統基于高精度數字源表，控制MEMS芯片在原位樣品臺內對樣品構建精細熱場自動調控及反饋測量系統，并結合透射電子顯微鏡（TEM）研究材料在不同熱場條件下發生結構相變、形貌變化、物性變化以及電性變化等關鍵信息，是納米材料結構表征科學最新穎、最有發展空間的表征技術之一。

圖：原位TEM電性能表征

注：圖片來源于“Phase and polarization modulation in two-dimensional In2Se3 via in situ transmission electron microscopy

納米材料的典型應用及電性能測試方案

• 納米電極材料應用及測試表征

• 雙極板（BPP）材料應用及測試表征

• 納米壓敏陶瓷材料應用及電性能測試表征

• 納米發電材料應用及測試表征

• 有機場效應晶體管應用及測試表征

如需獲取詳細系統搭建方案及測試線路連接指南，歡迎來電咨詢18140663476！