CN202600020U - 一种热刺激电流测试仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热刺激电流测试仪。所述测试仪包括真空室、微电流计和温控装置，真空室包括可上下调节的上电极、带有样品池的下电极、液氮容器和加热器，样品池设置在下电极上方，下电极外围设置有液氮容器，加热器设置在下电极内部中心，下电极安装在绝缘座上，上电极和下电极连接至微电流计；所述的样品池处设有温度传感器，加热器和温度传感器均连接至温控装置。本实用新型灵敏度高，测试结果准确，有效解决了自组装设备不能满足新材料研究与测试需求等问题，完善了热刺激电流技术的实验方法和手段，在介电材料、绝缘材料、半导体光电材料、驻极体材料研究领域和微电流测量领域有着广阔的应用前景。
Description
技术领域
本实用新型属于光机电一体化研究领域，具体地说是涉及一种热刺激电流测试仪。
背景技术
热刺激电流（Thermally Stimulated Current，TSD）技术是通过将样品线性升温，使材料中不同陷阱能级内的空间电荷脱阱，或使取向的偶极分子发生松弛，在外电路上产生电流，获得电流随温度的变化关系的一门技术。通过对所获得的电流-温度谱的分析、计算，可得到捕获空间电荷和取向偶极分子的束缚能级、活化能分布和储存的电荷密度、脱阱电荷的逃逸频率和平均渡越时间等参数，是研究材料内部空间电荷受激脱阱后的迁移以及衰减规律、偶极电荷的松弛变化规律、各种电荷之间的相互作用等的重要工具。其在绝缘材料的老化以及击穿研究、半导体光电材料及其元器件的开发、驻极体材料的研究等领域中得到了广泛的应用。
国际上热刺激电流技术的应用起步于二十世纪三十年代，主要用于测试驻极体体内释放的电荷量。国内空间电荷的研究起步于20世纪80年代。
传统研究空间电荷所用的设备多数为实验室自组装。随着微纳米技术的广泛应用、Meso-Macro的跨接复合等带来的材料结构和运动的多层次性，大大增加了界面结构的复杂性和多变性。由此因空间电荷陷阱能级分布、取向极化和界面极化等各种极化效应引起的电偶极子束缚能级分布信息的获取已越来越被人们所重视。热刺激电流技术作为荷电特性研究的一种重要工具，自组装设备已远远不能满足新材料研究的需要。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供了一种热刺激电流测试仪。
一种热刺激电流测试仪，所述测试仪包括真空室、微电流计和温控装置，真空室包括可上下调节的上电极、带有样品池的下电极、液氮容器和加热器，样品池设置在下电极上方，下电极外围设置有液氮容器，加热器设置在下电极内部中心，下电极安装在绝缘座上，上电极和下电极连接至微电流计；所述的样品池处设有温度传感器，加热器和温度传感器均连接至温控装置。
优选地，所述上电极包括电极帽、电极套、调节套、电极盖和电极杆，电极套包括上下固定的电极上套和电极下套；电极上套和电极下套固定设置在电极杆外围，电极帽固定在电极上套的上端部，电极盖呈L型并固定设置在电极套外围，调节套固定在电极套上并位于电极帽和电极盖外围。
优选地，所述的绝缘座为陶瓷座，陶瓷座固定在底座上。
优选地，所述陶瓷座与底座之间通过聚四氟乙烯密封垫密封。
优选地，所述调节套与电极帽之间通过聚四氟乙烯密垫圈密封。
优选地，所述电极杆与电极上套通过螺母和垫片固定。
优选地，所述的液氮容器顶部设有注液口。
优选地，所述真空室的大小为Φ250mm×180mm。
优选地，所述上电极的升降调节范围为0~10mm。
本实用新型灵敏度高，测试结果准确，有效解决了自组装设备不能满足新材料研究与测试需求等问题，完善了热刺激电流技术的实验方法和手段，在介电材料、绝缘材料、半导体光电材料、驻极体材料研究领域和微电流测量领域有着广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型上电极的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的保护范围并不限于此。
参照图1、图2，一种热刺激电流测试仪，所述测试仪包括真空室1、微电流计2和温控装置3，真空室1包括可上下调节的上电极4、带有样品池5的下电极6、液氮容器7和加热器8，样品池5设置在下电极6上方，下电极6外围设置有液氮容器7，液氮容器7顶部设有注液口12。加热器8设置在下电极6内部中心，下电极6安装在陶瓷座9上，陶瓷座9固定在底座11上，陶瓷座9与底座11之间通过聚四氟乙烯密封垫10密封。上电极4和下电极6连接至微电流计2，样品池5内设有温度传感器22，加热器8和温度传感器22连接至温控装置3。
上电极4包括电极帽13、电极套、调节套16、电极盖17和电极杆18，电极套包括上下固定的电极上套14和电极下套15；电极上套14和电极下套15固定设置在电极杆18外围，电极杆18与电极上套14通过螺母20和垫片21固定。电极帽13固定在电极上套14的上端部，电极盖17呈L型并固定设置在电极套外围，调节套16固定在电极上套14上并位于电极帽13和电极盖17外围。调节套16与电极帽13之间通过聚四氟乙烯密垫圈19密封。
真空室1的外壳为不锈钢材质，大小为Φ250mm×180mm。上电极4的升降调节范围为0~10mm。
使用时，将夹在两电极之间的样品，加热到一定温度，然后在两电极之间施加一定时间的直流高电压，以使样品充分极化，随后立即用液氮对样品降温到低温，极化的载流子被“冻结”储存起来。液氮冷却的具体操作为：先将准备好的液氮从设备的注液口12慢速少量倒入，再慢慢加入液氮直至液氮容器不再剧烈沸腾，并且液面至容器内壁的三分之二高度为止，测试过程中如果因液氮挥发而不足以降温时，可以补充液氮；温控装置3实时显示样品的冷却温度。
冷却完成，待液氮完全挥发完后，将样品从低温状态，以一定的恒定速率升温，在逐渐升温的过程中，被“冻结”载流子逐渐发生退极化，逐步释放电流。整个的极化与退极化的过程中产生的电流称为热刺激电流。热刺激电流可以通过微电流计2显示，温控装置3实时显示样品的加热温度。
本实用新型设置了一个能在真空状态垂直上下移动调节的上电极，上电极向上调节可开路测量，向下调节可闭路测量。采用开路和闭路热刺激放电技术的集成，为材料电荷存储机理的研究提供了方便。
Claims (9)
1.一种热刺激电流测试仪，其特征在于：所述测试仪包括真空室、微电流计和温控装置，真空室包括可上下调节的上电极、带有样品池的下电极、液氮容器和加热器，样品池设置在下电极上方，下电极外围设置有液氮容器，加热器设置在下电极内部中心，下电极安装在绝缘座上，上电极和下电极连接至微电流计；所述的样品池处设有温度传感器，加热器和温度传感器均连接至温控装置。
2.根据权利要求1所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述上电极包括电极帽、电极套、调节套、电极盖和电极杆，电极套包括上下固定的电极上套和电极下套；电极上套和电极下套固定设置在电极杆外围，电极帽固定在电极上套的上端部，电极盖呈L型并固定设置在电极套外围，调节套固定在电极套上并位于电极帽和电极盖外围。
3.根据权利要求1所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述的绝缘座为陶瓷座，陶瓷座固定在底座上。
4.根据权利要求3所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述陶瓷座与底座之间通过聚四氟乙烯密封垫密封。
5.根据权利要求2所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述调节套与电极帽之间通过聚四氟乙烯密垫圈密封。
6.根据权利要求2所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述电极杆与电极上套通过螺母和垫片固定。
7.根据权利要求1所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述的液氮容器顶部设有注液口。
8.根据权利要求1所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述真空室的大小为Φ250mm×180mm。
9.根据权利要求1所述的热刺激电流测试仪，其特征在于：所述上电极的升降调节范围为0~10mm。
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Publications (1)
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