ModuLab XM MTS 材料電特性測(cè)試系統(tǒng)
ModuLab XM MTS(材料電特性測(cè)試系統(tǒng))是模塊化的，*整合的研究系統(tǒng)，可用來測(cè)試從絕緣體到超導(dǎo)體的大部分材料的電學(xué)性質(zhì)。
系統(tǒng)提供：
- 時(shí)域技術(shù)包括I-V，恒定DC，脈沖電位以及電位掃描。
- AC技術(shù)包括阻抗，電容，介電常數(shù)，電氣模型，C-V以及Mott-Schottky。
- 可選模塊擴(kuò)展了測(cè)試范圍—高電壓、樣品/參比、功率放大器和低電流測(cè)試。
- 高/低溫系統(tǒng)及樣品架配件包括低溫系統(tǒng)、高溫爐等等
很多測(cè)試系統(tǒng)都可以測(cè)試材料的電學(xué)性質(zhì)。典型的系統(tǒng)分析可以分為兩類：要么提供時(shí)域技術(shù)，如恒定電流，通過脈沖電壓和掃描電壓(I-V)確定材料的電學(xué)性能；要么提供AC技術(shù)如阻抗、電容、C-V或者M(jìn)ott-Schottky來提供更多細(xì)節(jié)信息進(jìn)一步分析材料的導(dǎo)電機(jī)理。許多情況下，根據(jù)被測(cè)材料的類型，通常需要多個(gè)供應(yīng)商提供多種設(shè)備，包括放大器、功率放大器、控溫測(cè)試設(shè)備(低溫系統(tǒng)或高溫爐)，敏感的電流放大器等。
ModuLab XM MTS將上述所有的功能整合于一個(gè)模塊系統(tǒng)中，從而提供了*的方法進(jìn)行材料測(cè)試。核心MAT模塊提供了高速時(shí)域測(cè)試功能，系統(tǒng)中還可以加入可選模塊，例如加入頻響分析模塊提供阻抗/C-V測(cè)試能力，加入模擬放大器提供高電位/低電流測(cè)試，加入控溫附件則可以實(shí)現(xiàn)溫度的控制。這種模塊化方法對(duì)于用戶有如下優(yōu)點(diǎn)：
- 啟動(dòng)成本低－您可以先購買MAT核心組件以及主機(jī)箱，當(dāng)資金允許時(shí)再購買可選附件。
- 節(jié)約成本－為本系統(tǒng)購買的模塊以及附件適用于所有的測(cè)試技術(shù)。電流以及高電位放大器服務(wù)于時(shí)域測(cè)試和AC測(cè)試，所有測(cè)試均可實(shí)現(xiàn)溫度控制。
- 易于操作－同樣的系統(tǒng)軟件用在所有測(cè)試中，減少了學(xué)習(xí)時(shí)間，增加了熟悉度。
- 系統(tǒng)維修－當(dāng)系統(tǒng)的某一模塊無法正常工作時(shí)，系統(tǒng)的其他組件不會(huì)受到影響，當(dāng)該模塊取出維修時(shí)，其他組件能繼續(xù)正常工作。
系統(tǒng)有兩種尺寸配置，滿足不同預(yù)算，可以配合您的研究，為您量身定做，適應(yīng)和拓展您的研究深度和廣度。
Modulab XM MTS軟件是全面、靈活、易于操作。該系統(tǒng)有多種測(cè)試類型可供選擇，從標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、I-V、C-V和Mott Schottky測(cè)試到復(fù)雜的多步序列測(cè)試，包括樣品制備、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及綜合阻抗分析。
- 在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的所有階段都用到了圖表，以便用戶精確理解自己的樣品需要進(jìn)行什么樣的測(cè)試。一旦軟件中輸入?yún)?shù)，軟件中的波形圖將給出樣品運(yùn)行時(shí)，該實(shí)驗(yàn)所需要的實(shí)際時(shí)間及實(shí)驗(yàn)的設(shè)置值。
- 軟件還給出了接線圖，以方便用戶檢查樣品是否正確連接，并在開始測(cè)試之前給出調(diào)整。
- 軟件提供了多種數(shù)據(jù)采集模式可供用戶自由選擇而不受所選實(shí)驗(yàn)類型的限制。例如當(dāng)運(yùn)行電壓脈沖實(shí)驗(yàn)時(shí)，就會(huì)選擇高數(shù)據(jù)采樣率，以便分析脈沖(電壓和電流)的實(shí)際形狀，以選擇*測(cè)試點(diǎn)。
- 為了使用戶能夠分別實(shí)現(xiàn)序列AC、DC、溫度和阻抗測(cè)試，軟件提供大量的循環(huán)測(cè)試設(shè)定方法，方便使用。
- 導(dǎo)航式樹狀結(jié)構(gòu)
可供瀏覽的導(dǎo)航式樹狀結(jié)構(gòu)讓使用者可設(shè)定及顯示設(shè)定模板、試驗(yàn)、參數(shù)、圖形與報(bào)告。針對(duì)特定的一個(gè)樣品或一組樣品，多個(gè)項(xiàng)目可以成組，成為序列實(shí)驗(yàn)并歸檔。 - 集成DC/阻抗
實(shí)驗(yàn)可能包含單一或多個(gè)步驟順序。DC時(shí)域及AC阻抗步驟*整合在一起，能進(jìn)行如恒定電壓I-V、C-V、Mott-Schottky和電壓脈沖的序列實(shí)驗(yàn)。軟件甚至允許在AC模式下操作單波掃描、諧波分析及多波FFT功能，同時(shí)完成。 - 數(shù)據(jù)分析
數(shù)據(jù)模擬之例行程序*整合到ModuLab軟件中，包括線、圓、等效電路模擬。等效電路模型，可使用一系列的元件包括：電阻、電容、電感、分布參數(shù)元件，常相位元件，擴(kuò)散元件。有些廣泛使用的模型在軟件中己預(yù)先設(shè)定，其它模型則可用圖表等效電路模型編輯器很輕松地建立，這可建立在許多材料應(yīng)用中非常復(fù)雜的阻抗模型。 - 數(shù)據(jù)報(bào)告模板
內(nèi)置數(shù)據(jù)報(bào)告模板格式將采取實(shí)驗(yàn)結(jié)果、并與圖表、曲線圖及分析結(jié)果一起輸出到文字處理器。構(gòu)建報(bào)告簡(jiǎn)單易行。
ModuLab XM MTS 材料電特性測(cè)試系統(tǒng)
MAT核心模塊 | 模塊 |
核心MAT模塊使用新的數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），能精準(zhǔn)地進(jìn)行控制和測(cè)量。 ● 使用高采樣速率(64 MS/s)與插值濾波功能之平滑的波形，能在所有平滑的模擬技術(shù)之下，傳送精度、穩(wěn)定度及控制數(shù)字波形技術(shù)。
● 應(yīng)用于脈沖與快速I-V技術(shù)之高速數(shù)采達(dá)1MS/S
● 高帶寬可以用于高速I-V、脈沖和阻抗（需MFRA選項(xiàng)）的精確、可靠測(cè)量；
● 浮地電極，用于在接地的電池、壓力容器、導(dǎo)管與貯存箱的測(cè)量。
● 靈活的實(shí)驗(yàn)順序安排，容許在實(shí)驗(yàn)中有需要的特定點(diǎn)上以高速率采集資料，如：分析脈沖或高速CV。
● 在各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)之間瞬時(shí)切換的能力，提高了操作及測(cè)量的靈活性，例如C-V，Z-V，脈沖，阻抗測(cè)量等。 | MAT 1MHz |
| MFRA頻率響應(yīng)模塊 |
| 阻抗、導(dǎo)納、電模數(shù)、C-V、Mott-Schottky、介電常數(shù)分析，整個(gè)頻率范圍（10 μHz to 1 MHz）內(nèi)采用多種測(cè)量技術(shù)，MTS均可完成。 ● 單一正弦相關(guān)：提供*的精度與可重復(fù)性。成千上萬的研究文章都是使用Solartron的阻抗測(cè)試技術(shù)完成。 MFRA結(jié)合*品質(zhì)的模擬硬件設(shè)計(jì)及新一代的高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)技術(shù)，提供更高的測(cè)量速度與精度(從1MHz至10Hz，每10倍頻間隔采樣，取樣10點(diǎn)，僅需5秒)，將阻抗測(cè)量性能帶領(lǐng)到更高的境界。 ● 多正弦/快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)分析：同時(shí)觸發(fā)與測(cè)量可由使用者選擇的多重頻率，提供甚至更快速的測(cè)量性能。這對(duì)于快速低頻分析及隨時(shí)間變化或不穩(wěn)定體系之測(cè)量特別有用。 多正弦/快速傅立葉轉(zhuǎn)換(FFT)測(cè)量是如此快速，因此可經(jīng)常在樣品體系改變響應(yīng)之前完成。 ● 諧波分析：采用FFT分析技術(shù)及單一或多重頻率觸發(fā)，以便研究線性與失真。 ● C-V 和Mott-Schottky 測(cè)量：在整個(gè)頻率范圍使用上，用單波或多波測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)。 | MFRA 1MHz (10μH z~1MHz) |
| MHV100V高電壓選項(xiàng) |
| 標(biāo)準(zhǔn)的MAT核心模塊能提供高達(dá)±8V的掃描電壓值，對(duì)于很多應(yīng)用，高電壓也是必須的，如在高阻抗絕緣材料情況下。 MAT和MHV選項(xiàng)可以提供±100 V 范圍內(nèi)超平滑的掃描電壓、I-V、DC、脈沖測(cè)試。自動(dòng)衰減樣品電壓以滿足MAT核心模塊測(cè)量的要求。 MHV能同樣提供峰值為100V的AC峰形，用于樣品阻抗測(cè)試，DC及AC信號(hào)可以結(jié)合用于高壓的C-V、Mott-Schottky、電容及阻抗測(cè)試。 | MHV 100 (100V) |
| MREF 樣品/參比選項(xiàng) |
| MREF可以提高電介質(zhì)樣品的AC阻抗的測(cè)量精度。電容標(biāo)樣可以測(cè)量系統(tǒng)誤差。 MREF樣品/參比選項(xiàng)通過先測(cè)量樣品，再測(cè)量一個(gè)已知標(biāo)定過的與參比有相似阻抗值的電容，使用驗(yàn)證過的電纜來提高電介質(zhì)材料AC測(cè)量的準(zhǔn)確度。 參比電容的測(cè)量提供準(zhǔn)確測(cè)量值，消除在樣品測(cè)量中由于連接電纜，測(cè)量回路所帶來的系統(tǒng)誤差，多個(gè)標(biāo)定的內(nèi)部參比電容可供選擇用于匹配各類樣品阻抗，如需要，用戶可以采用外部參考模式，使用外部參比電容。 | MREF |
| MFA小電流選項(xiàng)(Femto安培計(jì)) |
標(biāo)準(zhǔn)MAT核心模塊能夠達(dá)到1pA電流分辨率，這個(gè)分辨率對(duì)于許多材料測(cè)試已足夠。但對(duì)于高阻抗材料，如絕緣體、介電材料、陶瓷、納米材料（碳納米管）、半導(dǎo)體材料等，可能需要更為靈敏的電流測(cè)量精度。 fA電流測(cè)量選項(xiàng)MFA是設(shè)計(jì)用于解決極小電流(150aA)分析。也可結(jié)合與MHV高壓選項(xiàng)使用，以測(cè)量*阻抗材料(>100TΩ )；也可以與MREF結(jié)合提高材料測(cè)試精度和重現(xiàn)性。 | MFA |
| MBST-2A 電流放大器選項(xiàng) |
| MAT核心模塊提供的標(biāo)準(zhǔn)電流范圍是±100 mA. 對(duì)于超導(dǎo)體或半導(dǎo)體測(cè)試，如需要更大的電流可通過選購2A內(nèi)置電流放大器。 MBST選項(xiàng)提供高達(dá)±2A的電流輸出，這使得測(cè)量樣品上的壓降更為簡(jiǎn)便，提供阻抗分辨率達(dá)10μΩ。 | MBST-2A |
| 主機(jī)插槽選項(xiàng) |
| 根據(jù)不同的模塊個(gè)數(shù)，按照預(yù)算選擇合適的主機(jī)箱。 | Chas 08
Chas 04 |
| 附件及樣品支架 |
5K-600K低溫系統(tǒng)（含樣品支架及溫度控制器）
采用液氮或液氦來測(cè)試固體、液體或粉末材料，提供溫度范圍非常寬廣，從5K到600K以上。為了避免樣品發(fā)生破裂或膨脹，樣品與制冷劑蒸汽不直接接觸，而是將樣品定位于一個(gè)獨(dú)立的空間，通過熱交換氣體(通常是干燥的氦氣)熱交換來實(shí)現(xiàn)加熱或者是冷卻。 | 129610A |
室溫固體樣品支架，設(shè)計(jì)用于中溫范圍，測(cè)試固體材料。樣品架可以采用2端或4端模式來測(cè)試高阻抗或低阻抗樣品。 | 12962A |
| 電極連接附件（10,30,40mm直徑）與12962A配套使用 | 12963A |
| 液體樣品支架 | 12964A |
高溫爐 用于離子導(dǎo)體，固體氧化物和固體電解質(zhì) | |
高壓放大器 為滿足10KV電壓測(cè)試，外接放大器，配合內(nèi)部100V電壓測(cè)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)外部樣品高壓測(cè)量。 | |
探針臺(tái) 可與非低溫及低溫探針臺(tái)聯(lián)用，實(shí)現(xiàn)5K-475K的測(cè)量 | |
| 軟件 |
系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置軟件
Modulab MTS軟件是全面、靈活、易于操作。該系統(tǒng)有多種測(cè)試類型可供選擇，從標(biāo)準(zhǔn)開路電壓、I-V、C-V和Mott Schottky測(cè)試到復(fù)雜的多步序列測(cè)試，包括樣品制備、先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)以及綜合阻抗分析。 | Modulab MTS 軟件 |
應(yīng)用
ModuLab XM MTS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的是檢驗(yàn)由絕緣體至超導(dǎo)體的幾乎任何類型的材料，包括:
- 納米材料
- 半導(dǎo)體
- 光伏
- 陶瓷
- 聚合物
- 顯示材料
- 鐵電/壓電材料
- 介電材料
- 生物材料
- 超導(dǎo)體
該材料可以是固體，液體或粉末，可使用加熱到>1600℃高溫爐或冷卻到接近零度的低溫系統(tǒng)。使用時(shí)間域，阻抗和溫度測(cè)試大多數(shù)材料均可獲得性能表征。
陶瓷
陶瓷經(jīng)常用于高溫及絕緣領(lǐng)域，特別是航天渦輪扇葉、宇宙飛船的材料片、引擎噴嘴、傳感器、盤狀剎車等。MTS系統(tǒng)的高電壓、高溫和低電流模塊完美的提供了陶瓷材料的測(cè)試環(huán)境。
MTS多種選項(xiàng)：• MHV100V高電壓 • 外部超高電壓放大器（10kV） • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFAfA選項(xiàng) • 高溫爐
聚合物
MTS系統(tǒng)可用于測(cè)量聚合物的電性能，如電纜絕緣材料、顯示屏基質(zhì)材料、半導(dǎo)體低K介電材料、導(dǎo)電聚合物、塑料涂層等。 阻抗測(cè)試廣泛應(yīng)用于聚合物介電特性的測(cè)試。
MTS多種選項(xiàng)：• MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • MFRA交流性能測(cè)試 • 低溫系統(tǒng)用于玻璃化試驗(yàn)
納米材料
新型納米材料參雜于現(xiàn)有的陶瓷、聚合物等材料中，制造出具有優(yōu)異的機(jī)械、電氣及熱特性的復(fù)合材料。MTS系統(tǒng)的多功能性及模塊性結(jié)構(gòu)是測(cè)試這些新型材料電性能的之選。
MTS多種選項(xiàng)：• MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • 低溫系統(tǒng) • MFRA交流性能測(cè)試
太陽能電池
太陽能電池以其來源于太陽的*以及廉價(jià)的特點(diǎn)成為傳統(tǒng)燃料的替代。MTS系統(tǒng)集成I-V特性（評(píng)估功率/轉(zhuǎn)換效率）及阻抗/C-V特性（確定載流子密度和遷移率）測(cè)量為一體，簡(jiǎn)化了測(cè)試程序，降低了投入成本。
MTS多種選項(xiàng)：• 時(shí)域和交流測(cè)試 • MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • MBST 2A大電流選項(xiàng) • MFRA交流性能測(cè)試
超導(dǎo)體
超導(dǎo)體是指在一個(gè)臨界溫度以下具有零電阻的材料，它們廣泛用于電磁體、如MRI、NMI與質(zhì)譜儀；MTS系統(tǒng)的超低阻抗測(cè)試特點(diǎn)和精確的溫控附件是測(cè)量超導(dǎo)材料的必選。 既能精確控制溫度，又能測(cè)量超低阻抗，是對(duì)這類材料測(cè)試的要求。
MTS多種選項(xiàng)：• MBST 2A大電流選項(xiàng)用于 低阻抗測(cè)試 • 低溫系統(tǒng) • MFRA交流性能測(cè)試
顯示材料
新型顯示技術(shù)，如OLED及AMOLED,為手提電腦、手機(jī)及薄屏電視提供了更大的發(fā)展?jié)摿?。MTS系統(tǒng)為該類產(chǎn)品提供了多種測(cè)試方法，如脈沖（顯示保持/Flicker測(cè)試）、I-V.C-V及阻抗測(cè)試。
MTS多種選項(xiàng)：• MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • MFRA交流性能測(cè)試
半導(dǎo)體
半導(dǎo)體材料的電阻率因隨周圍的電場(chǎng)變化而變化，被廣泛應(yīng)用于PC、整流器、太陽能電池、放大器等。MTS系統(tǒng)的AC與時(shí)域測(cè)量功能包括I-V、C-V、溫度控制及寬泛的電壓、電流范圍為研究者提供了極大的方便。
MTS多種選項(xiàng)：• I – V，C – V，Mott-Schottky • MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • MBST 2A大電流選項(xiàng) • 低溫系統(tǒng) • MFRA交流性能測(cè)試
介電材料
鐵電材料（常用于電子應(yīng)用， 如PC內(nèi)存）、壓電材料、陶瓷、聚合物、油品、玻璃以及粘土都屬于介電材料（絕緣體）。MTS系統(tǒng)的高電壓、杰出的電流分辨率及高精度非常適用于測(cè)量此類介電材料的電性能。
MTS多種選項(xiàng)：• I – V，阻抗 • MHV100V高電壓 • MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • 高溫爐或低溫系統(tǒng) • MFRA交流性能測(cè)試
生物材料
利用時(shí)域及AC測(cè)量技術(shù)，MTS系統(tǒng)可用于各種生物材料、醫(yī)用植入材料、血液、病毒或組織細(xì)胞以及藥物在體內(nèi)傳輸?shù)臏y(cè)量。 雖然不能直接和生物活體相連接，但是廣泛應(yīng)用于體外測(cè)試。
MTS多種選項(xiàng)：• MREF采樣/參比模式 • 超微電流測(cè)量之MFA fA選項(xiàng) • 低溫系統(tǒng) • MFRA交流性能測(cè)試
