概述方道配资
纳米材料，定义为粒径在1-100纳米之间一类超细材料，具有表面效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等一些特殊物理化学性能。由于结构有比表面积大，粒径小，表面原子比例高等特点，使得纳米材料在电学、热力学以及催化等多个方面有独特的性能，被称作21世纪最具发展前景的材料。
按纳米的尺度在空间的表达特征，可分为零维纳米材料即纳米颗粒材料、一维纳米材料（如纳米线、棒、丝、管和纤维等）、二维纳米材料（如纳米膜、纳米盘、超晶格等）、纳米结构材料即纳米空间材料（如介孔材料等）。
按纳米材料的不同功能以及应用，可分为纳米发电材料，纳米磁性材料、纳米催化材料、纳米智能材料、纳米吸波材料、纳米热敏材料等。
图1 纳米材料结构示意图
图2 纳米材料分类
展开剩余87%在纳米材料的研发中，对材料从不同维度进行表征尤为重要，是评估材料性能，研发工艺等的关键环节。常见的纳米材料表征包括，结构表征，成分分析，形貌表征，以及性能表征-光，电，磁，热，力等。纳米材料的电特性表征，即对制成的纳米材料或者器件，施加压力，温度，电压，或者电流等激励源，测试样品在不同种类以及不同强度的激励下，其相关电性能参数，如电流I，电压V，或者电阻Ω的变化情况，从而用于进一步分析纳米材料。
纳米材料/纳米电子器件电学测试面临的挑战
随着纳米材料在不同领域的广泛应用，新型纳米材料的研发具备了与往不同的特征，如纳米发电材料，纳米温差材料，纳米传感器等。由于纳米材料的种类，以及功能众多，因此，纳米材料的测试面临如下测试挑战：
测试信号微弱。纳米材料测试多为样品研发试验阶段，需要测试样品在单位面积产生的电压或电流微弱信号。尤其是电流信号，可低至nA，甚至pA级。因此，这就要求测试仪表，具有准确的微弱信号检测能力。
外部噪声干扰。由于纳米材料测试信号弱，且部分材料特性易受外部环境变化干扰，这就需要在测试中对与测试无关的外部环境噪声，进行有效屏蔽。比如采用四线制测试，降低线损压降；采用三同轴Guard方式降低线缆漏电流等等方式。
测试方式多样。多数纳米材料在光，热，湿度等外部环境的激励下，具有一定的响应特征。因此，在对纳米材料的研发中，常需要测试样品在不同外界激励源的响应输出能力。多样化的测试，使得测试仪表具备多种测试功能，如进行恒压测试，I-V扫描测试，V-t测试，脉冲测试，多通道测试等。
利用数字源表进行纳米材料电特性表征
实施电性能参数表征分析的最佳工具之一是数字源表（SMU）。数字源表作为独立的电压源或电流源，可输出恒压、恒流、或者脉冲信号，还可以当作表，进行电压或者电流测量；支持Trig触发，可实现多台仪表联动工作；针对有机OFET类型的三端类型纳米器件以及多样品验证测试，可直接通过2台数字源表、双通道源表或插卡式源表搭建完整的多通道IV测试系统。
普赛斯数字源表打造纳米材料电特性测试方案
纳米温差发电材料测试
温差发电技术，又称热电发热技术，它利用热电半导体材料的温差电效应——赛贝克（Seebeck）效应，将热能直接转换为电能。热电半导体利用塞贝克效应实现温差发电原理如图4所示。N 型半导体和 P 型半导体上端通过导流片连接，下端则由闭合电路连接。对其上端加热，另一端散热，在温度梯度下半导体冷热两端载流子分布发生变化，由 N型半导体和 P 型半导体组成的回路中由于有温差电动势存在而产生电流。将类似结构进行组合，即可构成成规模的温差发电装置。
最近的研究发现,采用纳米技术通过降低材料维数,如将现有的温差电材料制成二维纳米薄膜、一维纳米线或零维量子点,可大幅度提高材料的ZT值。纳米材料技术为研制具有高热电转换效率的温差电材料开辟了又一新途径。
采用纳米温差发电材料制备的器件方道配资，其性能可以通过热电优值（ZT）、输出电压、功率和功率密度、最高效率进行表征。
图3 温差材料器件示意图 图4 温差发电原理示意图
S系列源表打造纳米材料温差器件测试方案
该方案主要针对纳米材料温差器件，在不同温度激励下，测试其输出电压以及输出电流数据。如图5所示，整套测试系统构成包括，1台S系列源表、温度控制器，待测器件、测试连接线以及上位机软件组成测试电路。采用两电极测试方法对器件的输出电压进行测试，将源表的高低电势夹头连接于器件输出端，随着温度的变化，在数字源表中获得开路电压或者输出电流数据。
图6 输出电流与输出电压测试曲线
纳米水伏发电材料测试方案
为了满足全球人口日益增加的能源需求,同时顺应日益缩减的碳排放指标。人们在设计能够收集可再生能源并将其转化为电能的设备方面投入了相当大的努力，如摩擦电/压电纳米发电机，太阳能电池、热电电池等。此外，水作为最丰富的自然资源之一，同样引起了人们对新型能源转换的极大兴趣。
纳米水伏发电材料，是具有水伏效应（hydrovoltaic effect）的新型纳米材料。其基本工作原理是，通过纳米结构材料与不同状态的水（流动的、波动的、滴落的或蒸发的）直接相互作用而生电，使得材料中出现一种新的能量转换。这种能量转换方式，为解决柔性传感系统的能源可持续供给提供了新思路。然而，如何在变形条件下实现稳定发电和高输出功率，并实现轻量化、柔性化可穿戴传感微系统依然面临很多挑战。
在纳米水伏发电材料研发中，不同材料种类，组成成分，以及制备方法，都对材料的发电性能产生影响。因此，对纳米材料电特性的表征，对材料的研发具有重要的参考与指导意义。目前，在纳米水伏发电材料测试中，主要面临以下要求：
Ø 实时测试多种纳米材料在同一水条件下的发电能力
Ø 实时测试同一纳米材料在不同发电条件下的发电能力
Ø 发电材料IV输出能力
图7 纳米水伏发电材料结构与工作原理
S/CS系列源表打造纳米水伏发电材料测试方案
该方案主要用于，测试纳米水伏发电材料其输出电压以及输出电流随时间变化的曲线，以验证不同结构材料的发电性能。如图5所示，整套测试系统构成包括，1台S系列源表或者CS插卡式多通道源表，待测器件、测试连接线以及上位机软件组成测试电路。采用二线制的测试方法，对样品期间两端的输出电压或者电流进行持续采集，在数字源表中获得I-t或者V-t数据。
图8 S/CS系列纳米水伏发电材料测试方案
图9 V-t曲线与I-t曲线
纳米有机材料晶体管测试方案
有机场效晶体管（Organic field-effect transistor, OFET）是一种利用有机半导体组成的场效应晶体管。OTFT器件的结构一般由栅极、绝缘层、有机有源层、源/漏电极构成，一般可以分为两类，即顶部电极结构和底部电极结构。顶部电极结构是将源/漏电极完全沉积在有机有源层上面。底部电极结构是将源/漏电极完全沉积在有机有源层下面。
OFET 主要通过改变栅压来改变半导体层的导电能力，进而达到控制源漏电流的目的。其中源极是载流子注入的电极，漏极是载流子流出的电极。栅极电压可以控制晶体管的开关。对于OFET器件，其电性能测试包括，输出特性曲线，转移特性曲线，阈值电压等。
图7 纳米OFET结构示意图
S/CS系列源表打造纳米有机晶体管器件测试方案
输出特性曲线测试
在施加不同的栅压（VGS）时，源漏电流 ISD随着源漏电压 VDS变化而变化得出的曲线,称之为输出特性曲线。
图9 输出特性曲线测试连接示意图
转移特性曲线测试
在施加不同的源漏电压 VDS下，源漏电流 IDS随着栅压VGS的变化而变化得出的曲线，称之为转移特性曲线。
图10 转移特性曲线测试连接示意图方道配资
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