前言

 

材料性質的研究是當代材料科學的重要一環
，所謂材料的性質是指對材料功能特性和效用的定量度量和描述，即材料對電、磁

、光、熱、機械載荷的反應。源表SMU 在當代材料科學研究中，起到舉足輕重的作用
，選擇適合某類材料電性能測試的SMU，如(ru)何(he)降(jiang)低(di)測(ce)試(shi)誤(wu)差(cha)，測(ce)試(shi)中(zhong)應(ying)當(dang)注(zhu)意(yi)什(shen)麼(me)，這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)都(dou)需(xu)要(yao)重(zhong)點(dian)關(guan)注(zhu)。泰(tai)克(ke)吉(ji)時(shi)利(li)的(de)品(pin)牌(pai)在(zai)全(quan)球(qiu)許(xu)多(duo)學(xue)科(ke)工(gong)程(cheng)師(shi)和(he)科(ke)學(xue)家(jia)中(zhong)享(xiang)有(you)盛(sheng)譽(yu)
，其(qi)高(gao)精(jing)度(du)源(yuan)表(biao)（SMU）、萬用表
、精密電源
、微小信號測試以及數據采集產品，同泰克公司原有的產品線一同為當代材料科學研究提供多種測試方案。

 

【當代材料電學測試課堂】係列涉及當代材料科學尖端的電運輸及量子材料/超導材料測試、一維/碳納米管材料測試
、二維材料及石墨烯測試及納米材料的應用測試。今天跟您分享第一篇，【當代材料電學測試課堂】係列之一： 納米測試（上）。

 

納米材料指的是三維空間尺度至少有一維處於納米量級(1-100nm)的材料
，是由尺寸介於原子、分子和宏觀體係之間的納米粒子所組成的新一代材料。納米材料可以按照多種尺度進行分類，按結構可以分為：零維材料 – 量子點，納米粉末
，納米顆粒；一維材料 – 納米線或碳納米管；二維材料 – 納米薄膜，石墨烯；三維測量 -  納米固體材料。按組成可以分為：金jin屬shu納na米mi材cai料liao
，半ban導dao體ti納na米mi材cai料liao，有you機ji高gao分fen子zi納na米mi材cai料liao，複fu合he納na米mi材cai料liao。下xia圖tu是shi將jiang納na米mi材cai料liao按an其qi物wu理li性xing質zhi進jin行xing分fen類lei並bing列lie出chu納na米mi材cai料liao應ying用yong的de示shi意yi圖tu，由you此ci可ke見jian，納na米mi材cai料liao已yi經jing在zai多duo領ling域yu得de到dao廣guang泛fan應ying用yong。

 

納米材料的特性與電子器件

 

由於納米材料的某一維或多維尺寸為納米量級
，使得其具有許多異於宏尺寸材料的特性。納米材料的基本特性包括：表麵與界麵效應
，如熔點降低比熱增大；小尺寸效應
，如導體變得不能導電；絕緣體卻開始導電以及超硬特性
；量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。納米材料的理化性能為：高強度、高韌性；高比熱和熱膨脹係數；異常電導率和擴散率；高磁化率。

 

基ji於yu以yi上shang特te性xing

，納na米mi材cai料liao被bei廣guang泛fan用yong於yu製zhi作zuo納na米mi電dian子zi器qi件jian。納na米mi電dian子zi器qi件jian指zhi的de是shi利li用yong納na米mi級ji加jia工gong和he製zhi備bei技ji術shu
，設she計ji製zhi備bei而er成cheng的de具ju有you納na米mi級ji尺chi度du和he特te定ding功gong能neng的de電dian子zi器qi件jian。納na米mi電dian子zi器qi件jian包bao括kuo納na米miCMOS 器件，如絕緣層上矽MOSFET
、矽一鍺異質MOSFET
、低溫MOSFET、雙極MOSFE T、本征矽溝道隧道型MOSFET等；量子效應器件
；量子幹涉器件
、量子點器件；諧振隧道器件如橫向諧振遂道器件、諧振隧道晶體管, 諧振隧道場效應晶體管( RTEET)
、雙極量子諧振隧道晶體管、諧振隧道熱電子晶體管等；縱向諧振隧道器件如隧道勢壘調製晶體管等；單電子器件如單電子箱
、電容禍合和電阻禍合單電子晶體管、單電子神經網絡晶體管
、單電子結陣列

、單電子泵浦、單電子陷阱和單電子旋轉門等；單原子器件和單分子器件如單電子開關
、單原子點接觸器件、單分子開關、分子線、量子效應分子電子器件、電化學分子電子器件等。

 

納米材料電學性能測試

 

納米材料的表征包括成分分析，顆粒分析，結構分析，性能分析，分析方法以電鏡分析為主，特別是掃描隧道電鏡（SMT)，在導體和半導體納米材料分析上具有優勢。

 

納米材料的電學性能測試是對其態密度（Density of State）進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)。所(suo)謂(wei)態(tai)密(mi)度(du)指(zhi)的(de)是(shi)單(dan)位(wei)能(neng)量(liang)範(fan)圍(wei)內(nei)所(suo)允(yun)許(xu)的(de)電(dian)子(zi)數(shu)
，也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)電(dian)子(zi)在(zai)某(mou)一(yi)能(neng)量(liang)範(fan)圍(wei)的(de)分(fen)布(bu)情(qing)況(kuang)。態(tai)密(mi)度(du)是(shi)微(wei)觀(guan)量(liang)
，適(shi)合(he)解(jie)釋(shi)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)尺(chi)寸(cun)變(bian)化(hua)引(yin)起(qi)的(de)特(te)性(xing)。