激光測(cè)振儀和懸臂梁聯(lián)用技術(shù)在薄膜應(yīng)變及壓電系數(shù)測(cè)量中的應(yīng)用

激光測(cè)振儀和懸臂梁聯(lián)用技術(shù)在薄膜應(yīng)變及壓電系數(shù)測(cè)量中的應(yīng)用

一、技術(shù)背景與設(shè)備基礎(chǔ)

北京華測(cè)試驗(yàn)儀器有限公司（以下簡(jiǎn)稱"華測(cè)儀器"）作為專注于材料電學(xué)性能檢測(cè)的高新技術(shù)企業(yè)，其功能材料電學(xué)綜合測(cè)試系統(tǒng)為薄膜測(cè)量提供了高精度平臺(tái)。在壓電薄膜研究中，激光測(cè)振儀與懸臂梁的配合測(cè)量方案，可實(shí)現(xiàn)對(duì)薄膜應(yīng)變及壓電系數(shù)E31、D31、E33的精準(zhǔn)標(biāo)定，為傳感器、儲(chǔ)能器件研發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

二、測(cè)量原理與方法

1、懸臂梁應(yīng)變測(cè)量體系

采用定制化懸臂梁裝置，通過(guò)施加機(jī)械載荷誘導(dǎo)薄膜產(chǎn)生應(yīng)變。華測(cè)儀器的極化裝置與高壓放大器可精確控制加載條件，配合激光干涉儀實(shí)時(shí)捕捉微米級(jí)形變數(shù)據(jù)，應(yīng)變靈敏度強(qiáng)。

華測(cè)儀器薄膜懸臂梁測(cè)試夾具

2、壓電系數(shù)測(cè)量技術(shù)路徑

橫向壓電系數(shù)E31/D31：通過(guò)測(cè)量懸臂梁彎曲時(shí)薄膜表面電荷密度（D31）與機(jī)械應(yīng)變（S1）的對(duì)應(yīng)關(guān)系，結(jié)合公式E31=ΔD3/ΔS1實(shí)現(xiàn)計(jì)算縱向壓電系數(shù)E33：利用垂直方向極化裝置施加電場(chǎng)，通過(guò)激光干涉儀測(cè)量厚度方向應(yīng)變響應(yīng)，依據(jù)E33=ΔS3/ΔE3進(jìn)行推導(dǎo)。

三、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)優(yōu)勢(shì)

激光測(cè)振儀配合高低溫冷熱臺(tái)對(duì)壓電器件測(cè)量

1.連接到Huace FE-3000鐵電分析儀上的激光測(cè)振儀可精確測(cè)量沉積在懸臂和膜上或沉積在基板上的壓電薄膜的壓電系數(shù)；

2.鐵電測(cè)試系統(tǒng)與激光測(cè)振儀相結(jié)合，在D33振動(dòng)過(guò)程中可以達(dá)到0.2pA(0.02nm)分辨率；

3.高低溫冷熱臺(tái)可以添加到薄膜壓電測(cè)試套件中，可以在單個(gè)樣品在 -196℃至 600℃℃的溫度中進(jìn)行測(cè)量。

激光測(cè)振儀配合懸臂梁測(cè)量對(duì)薄膜應(yīng)變測(cè)量

激光測(cè)振儀與薄膜壓電測(cè)試(E31)相結(jié)合，可測(cè)量沉積在懸臂上的壓電薄膜的壓電系數(shù)(E31、D31和E33)。 應(yīng)用場(chǎng)景：壓電疲勞、壓電老化、過(guò)程監(jiān)控。

華測(cè)儀器測(cè)試夾具