[发明专利]一种光暗电导率及激活能测量系统和方法

权利要求书

1.一种光暗电导率及激活能测量系统，其特征在于，所述系统包括：

用于自动控制、数据采集和保存、实时显示的计算机；

样品室，所述样品室为中空金属腔体，所述样品室包括上盖板和样品仓，上盖板和样品仓为可拆卸密封连接；所述样品仓内设有加热台和探针台，所述样品仓的侧壁上设有抽气口、充气口、排气口以及若干电连接接口；所述上盖板的中心镶嵌有石英玻璃窗；所述样品仓为具有上敞口的中空金属腔体；所述样品仓的上敞口与上盖板接触部位镶嵌有橡胶圈；

还包括用于遮蔽石英玻璃窗的遮光板；所述加热台位于所述样品仓底部中央且与样品仓连接并接地；所述加热台内部中心位置嵌有温度传感器；

带有电磁压差阀的机械泵，用于对样品室抽真空，所述机械泵与所述样品仓的抽气口相连；

带有计算机接口的精密温度控制仪，用于在计算机的控制下采集样品室内加热台的温度和调节加热电流使加热台达到设定温度，所述精密温度控制仪分别连接所述计算机和样品仓的电连接接口，该电连接接口与样品仓内的加热台相连；

带有计算机接口的中、低阻数字欧姆计，用于在计算机的控制下对中、低阻值的样品的电阻进行测量，所述中、低阻数字欧姆计分别连接所述计算机和样品仓的电连接接口，该电连接接口与探针台上的探针相连；

带有计算机接口的高阻数字欧姆计，用于在计算机的控制下对高阻样品的电阻进行测量，所述高阻数字欧姆计分别连接所述计算机和样品仓的电连接接口，该电连接接口与探针台上的探针相连；所述探针台夹持有长短可伸缩、高度可调节的探针，所述探针的数量至少为两根；

与所述充气口相连的惰性气体气源,惰性气体气源采用氩气钢瓶，所述氩气钢瓶通过减压阀用硅胶软管与样品室的充气口相连；以及

用于光电导率测量时对样品施加光照的光源。

2.根据权利要求1所述的光暗电导率及激活能测量系统，其特征在于:所述上盖板与样品仓通过螺孔与螺杆固定密封。

3.根据权利要求1所述的光暗电导率及激活能测量系统，其特征在于:还包括紧贴所述样品仓内壁的盘绕状冷却水管道；所述样品仓侧壁还设有与所述冷却水管道相连的进水口及出水口。

4.根据权利要求1所述的光暗电导率及激活能测量系统，其特征在于：所述电连接接口包括若干BNC接头及航空接头；所述样品仓的侧壁还设有负压压力计接口；所述抽气口、充气口、排气口上配备有角阀。

5.根据权利要求4所述的光暗电导率及激活能测量系统，其特征在于:所述电连接接口设在样品仓的其中一侧壁；所述抽气口、充气口、排气口、负压压力计接口设在样品仓的另一侧壁。

6.一种利用权利要求1所述的系统实现暗电导率激活能测量的方法，其特征在于:所述测量方法包括以下步骤：

S1：制备样品；将材料以薄膜的形式沉积在矩形绝缘衬底上；使用掩膜法在薄膜样品表面蒸镀金属共面电极，留出矩形样品狭缝；在真空或者惰性气氛下退火，使样品薄膜与金属面电极形成欧姆接触；

S2：将样品放置于加热台上，根据样品的电阻值，选择中低阻或高阻数字欧姆计与样品相连，密封样品室，使用遮光板将石英窗完全遮蔽；

S3：使样品室内部处于惰性气体吹扫的测试条件下；

S4：在计算机上设置测试参数，由计算机控制系统各部件自动完成测试，并在测试过程中实时保存并显示矩形狭缝样品暗电阻随温度变化的数据，测试完毕后计算机提醒测试完成；

S5：数据处理；根据测得的样品的暗电阻随温度变化的实验数据，矩形狭缝样品的宽度、高度和薄膜厚度，计算样品的暗电导率随温度的变化；根据样品的暗电导率δ与温度T满足Arrhenius关系，作lnδ-1000/T图应该为一直线，可从直线的斜率求出材料的暗电导率激活能E_a。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述绝缘衬底的尺寸为宽2cm×高1cm×厚1mm，所述薄膜的厚度在1μm—10μm之间；所述矩形样品狭缝的宽度在0.3mm—1mm之间、高度为1cm。