一种升降温可控的电阻率测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了升降温可控的电阻率测量系统，包括测量装置和温控系统；测量装置包括密封盒体、样品台及数据采集单元；样品台上设有用于测量样品台上端样品电压的耐高温探针和用于为样品通电流的导电铜块；耐高温探针和导电铜块分别与数据采集单元电连接；温控系统包括液氮制冷组件、加热组件、温度传感器和温控单元；液氮制冷组件包括相连通的液氮存储容器、液氮管路及液氮泵；温控单元与液氮泵、温度传感器和加热电源电连接。本实用新型专利技术的有益效果是：通过温度传感器结合液氮制冷组件和加热组件实现对样品台温度的精准控制，升温和降温稳定可控，保证了电阻率测量结果稳定性。保证了电阻率测量结果稳定性。保证了电阻率测量结果稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种升降温可控的电阻率测量系统


[0001]本技术属于电阻率测量
，尤其涉及一种升降温可控的电阻率测量系统。

技术介绍

[0002]现有薄膜样品的电阻率测量通常采用四线法，即分别测量流经样品的电压值和电流值，得出样品在探针间的电阻值，并根据电阻率公式结合样品横截面面积和探针间距等参数，计算出样品材料的电阻率值。为了测量不同温度下样品的电阻率，需要对测量装置进行升温或降温，但现有的升温或降温方法存在升降温不可控，升降温控制精度差的缺陷，导致测量结果不稳定。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的电阻率测量装置升降温精度控制差，测量结果不稳定的缺陷，提供一种温控精度高，测量结果温度的升降温可控的电阻率测量系统。
[0004]为实现上述目的，本技术所设计的升降温可控的电阻率测量系统，包括测量装置和温控系统；
[0005]所述测量装置包括密封盒体、设于盒体内的样品台及与样品台电连接的数据采集单元；所述样品台上设有用于测量样品台上端样品电压的耐高温探针和用于为样品通电流的导电铜块；所述耐高温探针和所述导电铜块分别与所述数据采集单元电连接；
[0006]所述温控系统包括液氮制冷组件、加热组件、温度传感器和温控单元；所述液氮制冷组件包括相连通的液氮存储容器、液氮管路及液氮泵；所述液氮管路至少部分设于所述盒体内与所述样品台抵接；所述加热组件包括设于所述盒体内与所述样品台抵接的加热棒及与加热棒电连接的加热电源；所述温度传感器设于所述样品台上用于测量所述样品台温度；所述温控单元与所述液氮泵、温度传感器和加热电源电连接。
[0007]进一步，所述测量装置还包括绝缘板；所述绝缘板设于样品台与导电铜块之间。
[0008]进一步，所述测量装置还包括样品台安装板和样品台支架；所述样品台支架设于所述样品台下端以使所述样品台与盒体保持间距；所述样品台安装板与所述盒体连接，所述液氮管路与所述样品台安装板连接；所述样品台安装板上还设有电气接头。
[0009]进一步，所述测量装置还包括与所述盒体通过真空管连通用于使所述盒体内保持真空的真空装置。
[0010]进一步，所述盒体上端还设有旋盖。
[0011]进一步，所述旋盖上设有观察窗。
[0012]本技术的有益效果是：通过温度传感器结合液氮制冷组件和加热组件实现对样品台温度的精准控制，升温和降温稳定可控，保证了电阻率测量结果稳定性。
附图说明
[0013]图1为本技术的升降温可控的电阻率测量系统的结构示意图。
[0014]图2为图1的测量装置的局部立体结构示意图。
[0015]图3为图2中盒体内样品台的结构示意图。
[0016]图4为图3的左视结构示意图。
[0017]图中，盒体1、样品台2、样品3、数据采集单元4、导电铜块5、耐高温探针6、旋盖7、观察窗8、绝缘板9、样品台安装板10、样品台支架11、液氮制冷组件12、加热组件13、温度传感器14、温控单元15、加热棒16、液氮管路17、液氮泵18、电气接头19。
具体实施方式
[0018]以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细描述。
[0019]如图1～4所示的一种升降温可控的电阻率测量系统，包括测量装置和温控系统；
[0020]测量装置包括密封盒体1、设于盒体1内的样品台2及与样品台2电连接的数据采集单元4；样品台2上设有用于测量样品台2上端样品3电压的耐高温探针6和用于为样品3通电流的导电铜块5；耐高温探针6和导电铜块5分别与数据采集单元4电连接；盒体1上端还设有旋盖7。旋盖7上设有观察窗8。上端旋盖7可以方便的打开以取放样品，旋盖7上设置的石英观察窗8用于观察样品。
[0021]测量装置还包括绝缘板9、样品台安装板10、样品台支架11及与盒体1通过真空管连通用于使盒体1内保持真空的真空装置；绝缘板9设于样品台2与导电铜块5之间。样品台支架11设于样品台2下端以使样品台2与盒体1保持间距；样品台安装板10与盒体1连接，液氮管路17与样品台安装板10连接；样品台安装板10上还设有电气接头19。铜块上端还焊接有用于与样品接触的金片，以保证导电接触良好。
[0022]温控系统包括液氮制冷组件12、加热组件13、温度传感器14和温控单元15；液氮制冷组件12包括相连通的液氮存储容器、液氮管路17及液氮泵18；液氮管路17至少部分设于盒体1内与样品台2抵接；加热组件13包括设于盒体1内与样品台2抵接的加热棒16及与加热棒16电连接的加热电源；温度传感器14设于样品台2上用于测量样品台2温度；温控单元15与液氮泵18、温度传感器14和加热电源电连接。
[0023]本实施例的数据采集单元4包括KEITHLEY/吉时利集成式数字万用表，型号优选为2401。温度传感器14优选为铂电阻或热电偶温度传感器14，提供样品台2变温数据。温控单元15根据目标温度和温度传感器14检测的实时温度调控液氮制冷组件12降温幅度和加热组件13的升温幅度，具体为，通过控制液氮泵18的开启量实现降温幅度控制。
[0024]本测量系统升降温都可测可控，样品的电阻率参数可以升温测量也可以降温测量；而由于降温可控，测量所需等待时间更短，测试效果更好，且液氮消耗量少；本实施例的测量装置适用的样品不局限于薄膜材料，也可以测量块体材料，适用范围广；且测量装置体积小，占用空间小，并使用四线法测量材料电阻率，消除了接触电阻的影响；测试结果重复性高稳定性好。
[0025]以上所述仅是本技术的优选实施方式，本技术的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本技术思路下的技术方案均属于本技术的保护范围。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理前提下的若干改进和
润饰，同样也应视为本技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降温可控的电阻率测量系统，其特征在于：包括测量装置和温控系统；所述测量装置包括密封盒体、设于盒体内的样品台及与样品台电连接的数据采集单元；所述样品台上设有用于测量样品台上端样品电压的耐高温探针和用于为样品通电流的导电铜块；所述耐高温探针和所述导电铜块分别与所述数据采集单元电连接；所述温控系统包括液氮制冷组件、加热组件、温度传感器和温控单元；所述液氮制冷组件包括相连通的液氮存储容器、液氮管路及液氮泵；所述液氮管路至少部分设于所述盒体内与所述样品台抵接；所述加热组件包括设于所述盒体内与所述样品台抵接的加热棒及与加热棒电连接的加热电源；所述温度传感器设于所述样品台上用于测量所述样品台温度；所述温控单元与所述液氮泵、温度传感器和加热电源电连接。2.根据权利要求1所述的一种升降温可控的电阻率...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡颖锐，
申请(专利权)人：武汉重光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：