激光測振(zhen)儀(yi)與懸臂梁聯(lian)用(yong)技術在薄(bo)膜應變(bian)及(ji)壓(ya)電(dian)系數測量(liang)中(zhong)的應用(yong)

激光測振(zhen)儀(yi)與懸臂梁聯(lian)用(yong)技術在薄(bo)膜應變(bian)及(ji)壓(ya)電(dian)系數測量(liang)中(zhong)的應用(yong)

壹、技術(shu)背(bei)景(jing)與(yu)設(she)備基礎

北京(jing)華測試(shi)驗(yan)儀(yi)器有(you)限(xian)公(gong)司(si)（以(yi)下(xia)簡稱"華測儀(yi)器"）作為專(zhuan)註於材(cai)料(liao)電(dian)學(xue)性(xing)能檢(jian)測的(de)高(gao)新技術企業(ye)，其(qi)功(gong)能(neng)材(cai)料(liao)電(dian)學(xue)綜(zong)合(he)測試(shi)系(xi)統為薄膜測量(liang)提供了高(gao)精度平臺。在壓(ya)電(dian)薄膜研(yan)究(jiu)中(zhong)，激光測振(zhen)儀(yi)與懸臂梁的(de)配合(he)測量(liang)方案(an)，可實現對薄膜應變(bian)及(ji)壓(ya)電(dian)系數E31、D31、E33的(de)精(jing)準標定，為傳(chuan)感器、儲(chu)能器件(jian)研發(fa)提供關(guan)鍵數據(ju)支(zhi)持。

二、測量(liang)原(yuan)理與方法

1、懸臂梁應變(bian)測量(liang)體(ti)系

采(cai)用定制化(hua)懸臂梁裝置(zhi)，通(tong)過施(shi)加(jia)機(ji)械載(zai)荷(he)誘導薄膜產(chan)生應變(bian)。華(hua)測儀(yi)器的(de)極(ji)化(hua)裝置(zhi)與高(gao)壓(ya)放(fang)大(da)器可精確控(kong)制加(jia)載(zai)條件(jian)，配合(he)激光幹涉(she)儀(yi)實時(shi)捕(bu)捉(zhuo)微米(mi)級形(xing)變數據(ju)，應變(bian)靈(ling)敏(min)度強。

華(hua)測儀(yi)器薄(bo)膜懸臂梁測試(shi)夾(jia)具

2、壓(ya)電(dian)系數測量(liang)技(ji)術路徑(jing)

橫向壓(ya)電(dian)系數E31/D31：通(tong)過測量(liang)懸臂梁彎(wan)曲時(shi)薄(bo)膜表(biao)面電(dian)荷(he)密(mi)度（D31）與機(ji)械應變(bian)（S1）的(de)對應關(guan)系(xi)，結合(he)公(gong)式(shi)E31=ΔD3/ΔS1實(shi)現計(ji)算縱向壓(ya)電(dian)系數E33：利用垂直方向極(ji)化(hua)裝置(zhi)施加(jia)電(dian)場，通(tong)過激光幹涉(she)儀(yi)測量(liang)厚(hou)度方向應變(bian)響(xiang)應，依(yi)據(ju)E33=ΔS3/ΔE3進(jin)行(xing)推導。

三、系統關(guan)鍵技術(shu)優(you)勢(shi)

激光測振(zhen)儀(yi)配合(he)高低溫冷(leng)熱(re)臺對壓(ya)電(dian)器件(jian)測量(liang)

1.連接到(dao)Huace FE-3000鐵(tie)電分(fen)析(xi)儀(yi)上的(de)激光測振(zhen)儀(yi)可精確測量(liang)沈(chen)積在懸臂和膜上(shang)或(huo)沈(chen)積在基板上的壓(ya)電(dian)薄膜的(de)壓(ya)電(dian)系數；

2.鐵(tie)電測試(shi)系(xi)統與激光測振(zhen)儀(yi)相結合(he)，在D33振(zhen)動(dong)過程(cheng)中(zhong)可以(yi)達(da)到(dao)0.2pA(0.02nm)分(fen)辨率(lv)；

3.高低溫冷(leng)熱(re)臺可以(yi)添(tian)加(jia)到(dao)薄膜壓(ya)電(dian)測試(shi)套(tao)件(jian)中，可以(yi)在單個(ge)樣(yang)品在 -196℃至(zhi) 600℃℃的(de)溫度中進行測量(liang)。

激光測振(zhen)儀(yi)配合(he)懸臂梁測量(liang)對薄膜應變(bian)測量(liang)

激光測振(zhen)儀(yi)與薄(bo)膜壓(ya)電(dian)測試(shi)(E31)相(xiang)結合(he)，可測量(liang)沈(chen)積在懸臂上的(de)壓(ya)電(dian)薄膜的(de)壓(ya)電(dian)系數(E31、D31和(he)E33)。 應用(yong)場(chang)景(jing)：壓(ya)電(dian)疲勞、壓(ya)電(dian)老化(hua)、過程(cheng)監(jian)控(kong)。

華(hua)測儀(yi)器測試(shi)夾(jia)具