工作原理:通過內(nèi)置的加熱和冷卻系統(tǒng)來控制樣品的溫度,可在很寬的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié),同時配備真空泵抽取腔體內(nèi)的空氣形成真空環(huán)境,以便在模擬的空間環(huán)境中對樣品進(jìn)行測試。使用時,研究人員將樣品放置在探針臺的樣品臺上,通過控制系統(tǒng)設(shè)置所需的溫度和真空度,達(dá)到預(yù)設(shè)條件后,使用探針臺搭載的探針或其他測量工具對樣品進(jìn)行電學(xué)性質(zhì)的測量。
武漢真空高低溫探針臺結(jié)構(gòu)組成:
制冷系統(tǒng):通常采用液氦、液氮或制冷機等制冷技術(shù),將溫度降低到極低的溫度范圍,如 4K 至 77K,以適應(yīng)低溫實驗的要求。
加熱系統(tǒng):一般由電熱絲或電阻爐等加熱裝置組成,可將樣品加熱到幾百攝氏度甚至更高溫度,如 300℃至 500℃。
溫度控制系統(tǒng):常采用 PID 控制器或模糊邏輯控制器等,實現(xiàn)對溫度的精確控制和穩(wěn)定,溫度控制精度可達(dá) ±0.1K 至 ±1℃。
真空系統(tǒng):由真空泵、真空腔、真空閥門和真空測量儀器等組成,可將樣品腔抽至真空狀態(tài),防止親水性材料表面冷凝,提高測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,真空度一般可達(dá) 10?3Pa 至 10??Pa。
探針臺:通常配備有各種類型的探針,如電壓探針、電流探針、電阻探針、微波探針等,以對材料進(jìn)行各種實驗和測量。探針臂一般可在 X、Y、Z 三軸方向進(jìn)行調(diào)節(jié),并可進(jìn)行面內(nèi) ±5° 旋轉(zhuǎn),便于與樣品進(jìn)行電氣或光學(xué)連接。
顯微鏡系統(tǒng):用于觀察樣品和探針的位置,以便進(jìn)行精確的對準(zhǔn)和操作,通常配備有高分辨率的光學(xué)顯微鏡或電子顯微鏡,放大倍數(shù)一般為 10 倍至 2000 倍。
武漢真空高低溫探針臺性能參數(shù):
溫度范圍:一般為 4K 至 500K 或更寬,可根據(jù)不同的制冷和加熱技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。
真空度:通常優(yōu)于 5×10??Pa,可根據(jù)不同的真空系統(tǒng)和應(yīng)用需求進(jìn)行選擇。
探針定位精度:一般為 10μm 至 1μm,可根據(jù)不同的探針臂和位移臺技術(shù)進(jìn)行調(diào)整。
漏電精度:一般為 10pA 至 100fA,可根據(jù)不同的探針和測量儀器進(jìn)行選擇。
應(yīng)用領(lǐng)域:
半導(dǎo)體材料與器件研究:用于測試半導(dǎo)體晶圓、芯片在高低溫下的電學(xué)性能,如載流子遷移率、電阻率、擊穿電壓等,有助于研究半導(dǎo)體材料的特性和器件的性能優(yōu)化。
超導(dǎo)材料研究:可用于研究超導(dǎo)材料的臨界溫度、超導(dǎo)轉(zhuǎn)變特性、磁通釘扎等性能,探索新型超導(dǎo)材料和超導(dǎo)器件的應(yīng)用。
光電器件研究:如光電二極管、激光二極管、光電探測器等光電器件在高低溫下的光電性能測試,有助于提高光電器件的性能和可靠性。