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金年会官方下载:电极的制作方法详解

  样品在进行电输运测量前,首先要制作电极,而电极的制作方法和制作质量的不同、会导致接触电阻差异非常

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  样品在进行电输运测量前,首先要制作电极,而电极的制作方法和制作质量的不同、会导致接触电阻差异非常大!所以,要格外注意。

  市场上有很多品牌和型号的银胶,其银粉颗粒大小不同,与环氧胶的比例不同,因而性能差异很大。我们试用过几个品牌的银胶,发现美国杜邦5007E可以用于低温下输运测量。接触电阻最好时,可以达到几个欧姆。

  使用方法:将铂丝(直径约20um)的尖端粘一些银胶,而后放置在样品所需之处,大约15min,银胶干燥了就可以了。

  银胶法虽然简单,但是当样品表面有一层氧化膜时,此方法就无法使用了。此时就要用“压铟法”来解决。

  压铟法是将一小段铟丝,用硬物反复地压、擦于样品需要制作电极的地方,一直到样品局部表面层破裂,金属钢渗入到破裂的缝隙中为止。

  然后,将铂丝放置在该处,之后有两种方法处理:一种方法是继续压铟在铂丝上面,通过铟的形变来保持铂丝和钢牢牢地接触;另一种方法是用电烙铁微微加热,使铂丝和锢熔合在一起。

  现在有很多种镀金属薄膜的方法,如热蒸发、磁控溅射、电子束蒸发等。在样品上覆盖掩模板,就可以在特定的区域镀上一层金属膜作为样品的电极。

  镀膜法的好处是,它可以在真空中完成,因此,样品不会被空气氧化;另外,通过选取合适的金属,可以制作出接触电阻很小的电极;再有,通过精加工的掩模板,可以使电极的形状非常规则。尤其在测量霍尔电压时,这会非常重要。这是因为横向霍尔电压电极的位置是否在等电位上,对减少纵向电阻分量影响至关重要。

  例如,超声金属点焊机,其原理是把超声波的振动转换成电极与样品表面的摩擦运动;在摩擦过程中,样品上金属的氧化层会破坏掉,并且产生热量使金属变软,分子更活跃;同时对其施加压力,使电极端面与金属面互相浸入而形成分子间的熔合。

  制作时,首先要在样品上需要制作电极的地方镀一小块金属膜(一般是金膜),然后将金线一端点焊在金膜上面,金线的另一端,连接在外部测量点上。

  该方法的优点是:接触电阻可以很小,电极点也可以很小(20um),因此可以适用于很小的样品;金属线和金属膜可以选用同种金属,以彻底消除接触电势、热电势和热胀冷缩等的隐患。缺点是:制作相对麻烦,接触点不及银胶法牢靠,对制作工艺要求稍高些。

  总之,制作电极有很多种方法,不同的方法效果也不同。当我们准备测试一个新的样品时,要试验几种电极制作方法,并比较它们的结果,如接触电阻、接触势垒大小、冷热循环后电极变化情况等,最后选择一种最好的方法来制作电极。

  在电输运的实验研究中,电极制作是基础的基础,务必要精心准备!否则,我们的实验数据要么有规律无法发现;要么就是系统误差导致的假象规律,要么就是噪声很大而无法使用的数据!