[发明专利]金属薄膜在微波段频率下电导率的测量方法

权利要求书

1.一种金属薄膜在微波段频率下电导率的测量方法，其特征是具体步骤如下：

(1)利用可发射微波段频率信号的矢量网络分析仪、矩形空波导和设有活塞的可移动短路器，矩形空波导的两个输出端分别接矢量网络分析仪和设有活塞的可移动短路器；

(2)提供一个衬底并将其放在矩形空波导和可移动短路器中间，一边观察矢量网络分析仪的史密斯圆图，一边调节可移动短路器的活塞，直至衬底表面的反射系数为纯实数，虚部数量级低于10的负2次方时，记下可移动短路器的活塞的测量位置，取出衬底；

(3)制作一个金属薄膜样品，该金属薄膜样品包括需要测量的金属薄膜和与上述衬底的材料相同的衬底层；

(4)将金属薄膜样品放入矩形空波导和可移动短路器中间，并使金属薄膜样品的金属薄膜层朝向矢量网络分析仪发射频率信号的一端，调节可移动短路器的活塞至上述测量位置，并从矢量网络分析仪的幅度相位图中读出金属薄膜样品表面的反射系数；

(5)计算出金属薄膜的电导率：

金属薄膜的电导率由下式表示

其中Z₂是金属薄膜样品在测量系统中有金属薄膜的输入阻抗，用衬底的反射系统表示，是金属薄膜样品的表面反射系数，是衬底反射系数，D是金属薄膜的厚度，Z₀是矩形空波导的特性阻抗；

1)当Z₂→∞，即从衬底层表面向后看终端完全开路的情况，在金属层后接开路负载条件下，金属薄膜样品的表面的输入阻抗只和薄膜金属的电导率和金属薄膜的厚度有关：

σ=1-Γ~1DZ0(1+Γ~1)]]>

2)当Z₂＝R，终端是一纯电阻，在实际测量中，考虑受可移动短路器的性能的影响，会出现在某些频率范围内金属层后找不到合适的开路点；因此选择纯电阻代替开路来简化电导率的计算：随着的增加，R也是逐渐增加；且在实际测量环境下，依然满足R＞＞ωμ₀D：则电导率表示成：