液态镓或液态镓基合金作为电极材料的方法和用途技术

本发明专利技术提出一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法的相应的用途，所述方法包括：将液态镓或液态镓基合金施加于样品上用于设置电极的位置；借助所述液态镓或液态镓基合金对所述样品施加电信号。这种方法优选为将液态镓或液态镓基合金作为测试用电极，并在在完成测试后清除所述液态镓或液态镓基合金。本发明专利技术操作步骤简单，电极性能稳定，测试后容易清除或氧化，安全无毒，对测试样品无污染无损伤。

Method and application of liquid gallium or liquid gallium-based alloy as electrode material

【技术实现步骤摘要】
液态镓或液态镓基合金作为电极材料的方法和用途
本专利技术属于电性能测试
，具体涉及电极材料的选择，特别是使用液态镓或液态镓基合金作为电极材料的方法和用途。
技术介绍
半导体材料是现代信息，新能源技术的基石，它广泛应用在生活，医疗，国防等诸多方面。像光电探测器、二极管、场效应晶体关等都用到了它的电学特性。对半导体材料的研究，往往需要对各种性能进行探究，包括电学性能。在进行电学性能的探索时，可以选择固态电极，像Ti、Au、Pt、In、Ni等金属电极，像ITO、FTO、石墨烯等透明电极。但是，固态电极在使用后很难清除或者移除后对样品表面有一定损伤，不利用半导体材料的再次使用；可以选择液态电极，例如液态Hg常被用作液态电极。由于液态Hg表面张力很大，测试后易被移除，所以液态Hg电极常被用作极谱法的一种特殊电极。但是，液态Hg易挥发，在常温下即可蒸发，且蒸气有剧毒，而且其在使用电势V>0.4V时会被氧化。为此，寻找一种便于使用、不破坏样品且安全性高的的测试电极是本领域极需解决的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题如前所述，本专利技术旨在解决现有技术中的固态电极对测试样品易造成损坏，而液态Hg电极对人体不安全的问题。(二)技术方案为解决上述技术问题，本专利技术一方面提出一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，包括如下步骤：将液态镓或液态镓基合金施加于样品上用于设置电极的位置；借助所述液态镓或液态镓基合金对所述样品施加电信号。根据本专利技术的优选实施方式，方法还包括：使所述样品的设置电极的位置的温度高于金属镓或所述液态镓基合金的熔点。根据本专利技术的优选实施方式，所述电信号用于测试样品；所述方法还包括：在完成测试后清除所述液态镓或液态镓基合金。根据本专利技术的优选实施方式，所述清除液态镓或液态镓基合金步骤为：使用干燥气体清除液态镓或液态镓基合金。根据本专利技术的优选实施方式，所述电信号用于测试样品；所述方法还包括：在完成测试后将所述液态镓或液态镓基合金进行氧化。根据本专利技术的优选实施方式，所述样品上用于设置电极的位置的成分包含所述液态镓或所述液态镓基合金中包含的元素。根据本专利技术的优选实施方式，所述液态镓基合金中包含的元素选自如下的元素：铟、锡、硒、锌、银。本专利技术另一方面还涉及一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的用途。根据本专利技术的优选实施方式，所述用途为使用液态镓或液态镓基合金作为测试用电极。根据本专利技术的优选实施方式，所述用途为使用液态镓或液态镓基合金作为测试用电极来进行电阻温度R-T曲线、电流电压I-V曲线或电容电压C-V曲线的测量，电流时间I-T曲线或者用于霍尔测量。(三)有益效果本专利技术的有益效果在于：(1)液态镓或液态镓基合金电极可以作为待测样品的接触电极。(2)液态镓或液态镓基合金电极易于在测试完成后清除；(3)液态镓或液态镓基合金电极在常温下不易产生危害人体健康的蒸汽。(3)使用液态镓或液态镓基合金电极的操作步骤简单(4)使用液态镓或液态镓基合金电极可以在电极之间使用较大的电势差。附图说明图1A是本专利技术一个实施例的使用液态镓电极测试Ga2O3薄膜的示意图；图1B是本专利技术的实施例的使用液态镓电极测试Ga2O3薄膜得到的I-V测试曲线；图1C是本专利技术实施例的使用液态镓基合金测试Ga2O3薄膜得到的I-V测试曲线；图2A是本专利技术一个对比例的使用固态In作为电极测试Ga2O3薄膜的示意图；图2B是本专利技术的对比例的使用固态In作为电极测试Ga2O3薄膜的I-V测试曲线。具体实施方式本专利技术的专利技术人注意到，液态镓的熔点是29.8℃，沸点是2403℃，且其在干燥的空气中性能稳定，有过冷现象。而且，经研究表明，其在1500℃时也只有很低的蒸气压，这说明其不易挥发。此外，资料显示，在服用浓度高于750mg/kg时才会表现出对人体的毒性。而且，液态镓的功函数约为4.2eV。此外，液态镓基合金具有更低的熔点，已有现有技术实现镓基合金的凝固结晶温度达到将近-30℃，可在-28℃的温度条件下保存24小时以上不发生凝固结晶行为。但是，其目前仅被用作温度计中。考虑到液态镓或液态镓基合金的低熔点和无毒性等优点，本专利技术的专利技术人提出，使用液态镓或液态镓基合金作为电极的用途及相应的方法，特别是用液态电极来进行样品的电学测试。这样，本专利技术提出一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法及液态镓或液态镓基合金的此种用途。该方法首先将液态镓或液态镓基合金施加于样品上的可用于设置电极的位置，然后借助所述液态镓或液态镓基合金对所述样品施加电信号。为了使液态镓或液态镓基合金在作为电极时保持液态，应使所述样品的设置电极的位置的温度高于金属镓的熔点，例如可以将测试样品置于温度大于金属镓熔点的恒温装置中，或者温度受控制的环境中。优选的，液态镓或液态镓基合金可作为测试样品的的电极，即所述电信号是用于测试样品性能的。在完成测试后可以方便的清除所述液态镓或液态镓基合金。由此本专利技术也更适合用于平整的样品的测试电极。并且，本专利技术优选于与液态镓或液态镓基合金不浸润的表面设置液态镓或液态镓基合金电极，例如，由于镓与玻璃浸润，在测试后不易去除镓。由于干燥的气体不易与液态镓或液态镓基合金发生反应，本专利技术优选为采用干燥气体来清除液态镓或液态镓基合金，例如可以使用干燥的空气或氮气。此外，为了控制施加于样品上的液态镓或液态镓基合金的量和范围，本专利技术优选为使用注射或滴涂的方式将液态镓或液态镓基合金施加于所述样品上，例如使用注射器。当液态镓或液态镓基合金作用电极来测试样品时，在测试完成后，也可以选择不进行电极的清除，而是直接将电极氧化，特别是，如果样品的用于施加液态电极的位置的成分与镓或液态镓基合金接近时。例如，如果液态镓电极被施加于氧化镓层之上时，在测试完成之后，可以直接将电极进行氧化操作，使之转变成氧化镓。这样就可以省去清洗的步骤，也不会对样品造成大的影响。优选的，所述样品上用于设置电极的位置的成分包含所述液态镓或所述液态镓基合金中包含的元素，这种设置一方面可以降低接触电阻，第二方面也不会对样品的成分造成污染。上述的液态镓基合金中包含的元素可以选自如下的元素：铟、锡、硒、锌、银等，具体的配比则应当视电极需要满足的熔点范围来确定。本专利技术使用液态镓或液态镓基合金可以测量各类电学性能，例如用于测量电阻温度R-T曲线、电流电压I-V曲线、电容电压C-V曲线，电流时间I-T曲线或者用于霍尔测量。此外，考虑到接触电阻所述样品上用于设置电极的部分的成分中含有镓原子。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。图1A是本专利技术一个实施例的使用液态镓或液态镓基合金电极测试Ga2O3薄膜的示意图，如图1A所示，在蓝宝石衬底1上生长有Ga2O3薄膜2，在Ga2O3薄膜2通过注射方式形成有两个液态镓或液态镓基合金电极3。与实施例类似的，图2A是本专利技术一对比例的使用固态In作为电极测试Ga2O3薄膜的示意图。如图2A所示，同样在蓝宝石衬底1上生长有Ga2O3薄膜2，不同的是，在Ga2O3薄膜2通过机械按压形成有两个固态In电极4。具体来说，图1A和图2A所示的实施例和对比例对待测试样品进行测试的过程如下：实施例1液态镓电极用来测试Ga2O3薄膜电学特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：将液态镓或液态镓基合金施加于样品上用于设置电极的位置；借助所述液态镓或液态镓基合金对所述样品施加电信号。

【技术特征摘要】
1.一种使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于，包括如下步骤：将液态镓或液态镓基合金施加于样品上用于设置电极的位置；借助所述液态镓或液态镓基合金对所述样品施加电信号。2.如权利要求1所述的使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于，还包括：使所述样品的设置电极的位置的温度高于金属镓或所述液态镓基合金的熔点。3.如权利要求1所述的使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于：所述电信号用于测试样品；所述方法还包括：在完成测试后清除所述液态镓或液态镓基合金。4.如权利要求3所述的使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于：所述清除液态镓或液态镓基合金步骤为：使用干燥气体清除液态镓或液态镓基合金。5.如权利要求1所述的使用液态镓或液态镓基合金作为电极的方法，其特征在于：所述电信号用于测试样品；所述方法还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：王霞，唐为华，李培刚，
申请(专利权)人：北京镓族科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11