概述

納米材料，定義為粒徑在1-100納米之間一類超細材料，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。由于結構有比表面積大，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有獨特的性能，被稱作21世紀最具發展前景的材料。

隨著納米材料在不同領域的廣泛應用，新型納米材料的研發具備了與往不同的特征，如納米發電材料，納米溫差材料，納米傳感器等。由于納米材料的種類，以及功能眾多，因此，納米材料的測試面臨如下測試挑戰：

測試信號微弱，納米材料測試多為樣品研發試驗階段，需要測試樣品在單位面積產生的電壓或電流微弱信號。尤其是電流信號，可低至nA，甚至pA級。因此，這就要求測試儀表，具有準確的微弱信號檢測能力。

外部噪聲干擾，由于納米材料測試信號弱，且部分材料特性易受外部環境變化干擾，這就需要在測試中對與測試無關的外部環境噪聲，進行有效屏蔽。比如采用四線制測試，降低線損壓降；采用三同軸Guard方式降低線纜漏電流等等方式。

測試方式多樣，多數納米材料在光，熱，濕度等外部環境的激勵下，具有一定的響應特征。因此，在對納米材料的研發中，常需要測試樣品在不同外界激勵源的響應輸出能力。多樣化的測試，使得測試儀表具備多種測試功能，如進行恒壓測試，I-V掃描測試，V-t測試，脈沖測試，多通道測試等。

利用數字源表進行納米材料電特性表征

實施電性能參數表征分析的最佳工具之一是數字源表（SMU）。數字源表作為獨立的電壓源或電流源，可輸出恒壓、恒流、或者脈沖信號，還可以當作表，進行電壓或者電流測量；支持Trig觸發，可實現多臺儀表聯動工作；針對有機OFET類型的三端類型納米器件以及多樣品驗證測試，可直接通過2臺數字源表或者插卡式源表搭建完整的多通道IV測試系統。

S系列源表打造納米材料溫差器件測試方案

該方案主要針對納米材料溫差器件，在不同溫度激勵下，測試其輸出電壓以及輸出電流數據。如下圖所示，整套測試系統構成包括，1臺S系列源表、溫度控制器，待測器件、測試連接線以及上位機軟件組成測試電路。采用兩電極測試方法對器件的輸出電壓進行測試，將源表的高低電勢夾頭連接于器件輸出端，隨著溫度的變化，在數字源表中獲得開路電壓或者輸出電流數據。

輸出電壓測試連接示意圖

輸出電流與輸出電壓測試曲線

S系列/CS系列源表打造納米水伏發電材料測試方案

該方案主要用于，測試納米水伏發電材料其輸出電壓以及輸出電流隨時間變化的曲線，以驗證不同結構材料的發電性能。如下圖所示，整套測試系統構成包括，1臺S系列源表或者CS插卡式多通道源表，待測器件、測試連接線以及上位機軟件組成測試電路。采用二線制的測試方法，對樣品期間兩端的輸出電壓或者電流進行持續采集，在數字源表中獲得I-t或者V-t數據。

納米水伏發電材料測試連接圖

V-T曲線和I-T曲線

S系列/CS系列源表打造納米有機晶體管器件測試方案

輸出特性曲線測試

在施加不同的柵壓（VGS）時，源漏電流 ISD隨著源漏電壓 VDS變化而變化得出的曲線,稱之為輸出特性曲線。

輸出特性測試曲線

轉移特性曲線測試

在施加不同的源漏電壓VDS下，源漏電流 IDS隨著柵壓VGS的變化而變化得出的曲線，稱之為轉移特性曲線

轉移特性測試曲線

審核編輯黃宇