X 射線光譜 （X-Ray Spectroscopy）是進行態密度測試的常規方法，但通過對納米材料電性能直接測試
，也可以推到出態密度。用掃描隧道電鏡測試用微分電導（di/dv）隨電壓的曲線即可推到出態密度。這種方法利用低電平 AC 信號調製於靜態電流進行測試，電鏡電極與被測樣品間為高阻接觸。

 

由於X 射線光譜和掃描隧道電鏡都是昂貴的設備

，如果不是製備並表征納米材料
，僅僅是對納米材料進行應用性研究
，源表（SMU） + 納米探針台不失為一種高性價比的替代方案。與掃描隧道電鏡法不同，納米探針台和被測樣品間為低阻接觸，這就要求SMU必須具備低電平測試能力，並根據被測樣品的阻抗改變SMU工作模式。這種方法主要測試被測樣品的電阻，電阻率及霍爾效應，更適合納米電子器件的測試。

 

二維納米材料電阻率測試

 

對二維納米材料（如石墨烯），電阻率測試是重要的測試項目，測試方法主要為四探針法（The Four-Point Collinear  Probe Method）與範德堡法（The van der Pauw method）。

 

 

二維納米材料霍爾效應測試

 

當(dang)電(dian)流(liu)垂(chui)直(zhi)於(yu)外(wai)磁(ci)場(chang)通(tong)過(guo)半(ban)導(dao)體(ti)時(shi)，載(zai)流(liu)子(zi)發(fa)生(sheng)偏(pian)轉(zhuan)，垂(chui)直(zhi)於(yu)電(dian)流(liu)和(he)磁(ci)場(chang)的(de)方(fang)向(xiang)會(hui)產(chan)生(sheng)一(yi)附(fu)加(jia)電(dian)場(chang)，從(cong)而(er)在(zai)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)兩(liang)端(duan)產(chan)生(sheng)電(dian)勢(shi)差(cha)，這(zhe)一(yi)現(xian)象(xiang)就(jiu)是(shi)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)，這(zhe)個(ge)電(dian)勢(shi)差(cha)也(ye)被(bei)稱(cheng)為(wei)霍(huo)爾(er)電(dian)勢(shi)差(cha)。通(tong)過(guo)對(dui)電(dian)勢(shi)差(cha)測(ce)試(shi)，可(ke)以(yi)得(de)到(dao)被(bei)測(ce)材(cai)料(liao)的(de)載(zai)流(liu)子(zi)濃(nong)度(du)與(yu)載(zai)流(liu)子(zi)遷(qian)移(yi)率(lv)等(deng)參(can)數(shu)。二(er)維(wei)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)霍(huo)爾(er)效(xiao)應(ying)測(ce)試(shi)
，依(yi)然(ran)用(yong)範(fan)德(de)堡(bao)法(fa)，但(dan)電(dian)極(ji)接(jie)線(xian)與(yu)範(fan)德(de)堡(bao)法(fa)測(ce)試(shi)電(dian)阻(zu)率(lv)有(you)所(suo)不(bu)同(tong)，並(bing)且(qie)在(zai)測(ce)試(shi)霍(huo)效(xiao)應(ying)時(shi)，通(tong)常(chang)要(yao)加(jia)磁(ci)場(chang)。

 

 

納米材料及電子器件電學測試麵臨的挑戰

 

●納米級尺寸，性能異於宏尺寸材料與器件

●狀態變化快，對測試儀器響應速度有要求

●需配合納米探針台

●必須防自熱,否則極易燒毀被測樣品，需選擇帶有脈衝模式的 SMU

 

納米材料承受及測試電流超小（達 fA 級），承受及測試電壓超低（達 nV 級），不同種類的材料，電阻範圍超寬，從uΩ~TΩ,需選擇與被測納米材料和器件電性能相適應的 SMU，需多種降低誤差與噪聲的手段，如加流測壓或加壓測流，四線法連接
，屏蔽與濾波，降低熱噪聲等。

 

 

有關納米材料電學測試方案將分別在《納米線/碳納米管測試方案》及《二維/石墨烯材料測試方案》中詳述。納米材料電學測試SMU 應用場景
、測試特點及選型原則的示意圖，結合被測納米材料或納米電子器件的類型及測試要點，選擇最適合的SMU。4200 – SCS 幾乎適用於全部種類的納米材料的測試，當然
，某些特殊的源表更適合一些特殊的應用。

（來源：泰克科技）