專利名稱：熱刺激電流測試儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于光機電一體化研究領域，具體地說是涉及一種熱刺激電流測試儀。
背景技術：
熱刺激電流(ThermalIy Stimulated Current,TSD)技術是通過將樣品線性升溫，使材料中不同陷阱能級內的空間電荷脫阱，或使取向的偶極分子發(fā)生松弛，在外電路上產生電流，獲得電流隨溫度的變化關系的一門技術。通過對所獲得的電流-溫度譜的分析、計算，可得到捕獲空間電荷和取向偶極分子的 束縛能級、活化能分布和儲存的電荷密度、脫阱電荷的逃逸頻率和平均渡越時間等參數(shù)，是研究材料內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、半導體光電材料及其元器件的開發(fā)、駐極體材料的研究等領域中得到了廣泛的應用。國際上熱刺激電流技術的應用起步于二十世紀三十年代，主要用于測試駐極體體內釋放的電荷量。國內空間電荷的研究起步于20世紀80年代。傳統(tǒng)研究空間電荷所用的設備多數(shù)為實驗室自組裝。隨著微納米技術的廣泛應用、Meso-Macro的跨接復合等帶來的材料結構和運動的多層次性,大大增加了界面結構的復雜性和多變性。由此因空間電荷陷阱能級分布、取向極化和界面極化等各種極化效應引起的電偶極子束縛能級分布信息的獲取已越來越被人們所重視。熱刺激電流技術作為荷電特性研究的一種重要工具，自組裝設備已遠遠不能滿足新材料研究的需要。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供了一種熱刺激電流測試儀。一種熱刺激電流測試儀，所述測試儀包括真空室、微電流計和溫控裝置，真空室包括可上下調節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設置在下電極上方，下電極外圍設置有液氮容器，加熱器設置在下電極內部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計；所述的樣品池處設有溫度傳感器，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型并固定設置在電極套外圍，調節(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聚四氟乙烯密封墊密封。優(yōu)選地，所述調節(jié)套與電極帽之間通過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螺母和墊片固定。優(yōu)選地，所述的液氮容器頂部設有注液口。
優(yōu)選地，所述真空室的外殼為不銹鋼材質，真空室的大小為Φ250πιπιΧ 180mm。優(yōu)選地，所述上電極的升降調節(jié)范圍為(TlOmm。本發(fā)明靈敏度高，測試結果準確，有效解決了自組裝設備不能滿足新材料研究與測試需求等問題，完善了熱刺激電流技術的實驗方法和手段，在介電材料、絕緣材料、半導體光電材料、駐極體材料研究領域和微電流測量領域有著廣闊的應用前景。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是本發(fā)明上電極的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的保護范圍并不限 于此。參照圖I、圖2，一種熱刺激電流測試儀，所述測試儀包括真空室I、微電流計2和溫控裝置3，真空室I包括可上下調節(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設置在下電極6上方,下電極6外圍設置有液氮容器7,液氮容器7頂部設有注液口 12。加熱器8設置在下電極6內部中心，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2，樣品池5內設有溫度傳感器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固定設置在電極桿18外圍，電極桿18與電極上套14通過螺母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型并固定設置在電極套外圍，調節(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。調節(jié)套16與電極帽13之間通過聚四氟乙烯密墊圈19密封。真空室I的外殼為不銹鋼材質，大小為Φ250πιπιΧ 180mm。上電極4的升降調節(jié)范圍為O 10_。使用時，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間的直流高電壓，以使樣品充分極化，隨后立即用液氮對樣品降溫到低溫，極化的載流子被“凍結”儲存起來。液氮冷卻的具體操作為先將準備好的液氮從設備的注液口 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，并且液面至容器內壁的三分之二高度為止，測試過程中如果因液氮揮發(fā)而不足以降溫時，可以補充液氮；溫控裝置3實時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，在逐漸升溫的過程中，被“凍結”載流子逐漸發(fā)生退極化，逐步釋放電流。整個的極化與退極化的過程中產生的電流稱為熱刺激電流。熱刺激電流可以通過微電流計2顯示，溫控裝置3實時顯示樣品的加熱溫度。本發(fā)明設置了一個能在真空狀態(tài)垂直上下移動調節(jié)的上電極，上電極向上調節(jié)可開路測量，向下調節(jié)可閉路測量。采 用開路和閉路熱刺激放電技術的集成，為材料電荷存儲機理的研究提供了方便。
權利要求
1.一種熱刺激電流測試儀，其特征在于所述測試儀包括真空室、微電流計和溫控裝置，真空室包括可上下調節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設置在下電極上方，下電極外圍設置有液氮容器，加熱器設置在下電極內部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計；所述的樣品池處設有溫度傳感器，加熱器和溫度傳感器均連接至溫控裝置。
2.根據(jù)權利要求I所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述上電極包括電極帽、電極套、調節(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型并固定設置在電極套外圍，調節(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)權利要求I所述的熱刺激電流測試儀，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)權利要求3所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述陶瓷座與底座之間通過聚四氟乙烯密封墊密封。
5.根據(jù)權利要求2所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述調節(jié)套與電極帽之間通過聚四氟乙烯密墊圈密封。
6.根據(jù)權利要求2所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述電極桿與電極上套通過螺母和墊片固定。
7.根據(jù)權利要求I所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述的液氮容器頂部設有注液口。
8.根據(jù)權利要求I所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述真空室的外殼為不銹鋼材質，真空室的大小為C^SOmmX 180mm。
9.根據(jù)權利要求I所述的熱刺激電流測試儀，其特征在于所述上電極的升降調節(jié)范圍為0 10_。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種熱刺激電流測試儀。所述測試儀包括真空室、微電流計和溫控裝置，真空室包括可上下調節(jié)的上電極、帶有樣品池的下電極、液氮容器和加熱器，樣品池設置在下電極上方，下電極外圍設置有液氮容器，加熱器設置在下電極內部中心，下電極安裝在絕緣座上，上電極和下電極連接至微電流計；所述的樣品池處設有溫度傳感器，加熱器和溫度傳感器均連接至溫控裝置。本發(fā)明靈敏度高，測試結果準確，有效解決了自組裝設備不能滿足新材料研究與測試需求等問題，完善了熱刺激電流技術的實驗方法和手段，在介電材料、絕緣材料、半導體光電材料、駐極體材料研究領域和微電流測量領域有著廣闊的應用前景。
文檔編號G01R19/00GK102680767SQ20121014583
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月12日 優(yōu)先權日2012年5月12日
發(fā)明者陳鋼進 申請人:杭州電子科技大學