薄膜物性测量中的假象分析1难分难解的介电弛豫.docx

1、薄膜物性测量中的假象分析1难分难解的介电弛豫：【原创】薄膜物性测量中的假象分析(1)-难分难解的介电“弛豫”:Artifacts in films characterizations(1)-fake relaxations图1 薄膜介电谱实验假象及拟合 本篇主要讨论薄膜材料的介电性测量容易出现的假象及避免方法，用实验结果和等效电路分析说明薄膜的电极到instruments的contact制作是非常关键的，通常被大家采用的针尖碰触薄膜上的点电极的做法是非常不足取的方法，应该制备牢固的contact并设法使用赝四点法实现测量。作为引言，从本人的一段经历说起，几年前，我开始研究某种材料的薄膜制备和磁

2、、电性能的测量，因为比较急躁，一开始就想看看电性能受磁场的影响到底怎样，受设备的限制，因为磁场和介电测量在两家外单位做，不可能进行原位的观察，只能先进行强磁场处理，将样品拿出磁场后再进行介电性能测量，结果发现磁场处理前后的介电谱差别非常大，主要差别如图1所示，介电常数原来在高频下出现跌落，但是磁场处理后发现跌落频率大幅度减小，重复做了一个新样品结果还是这样，于是查阅文献找到一个可能的解释：记忆巨磁电容效应。文章都写好了，但我没有发表，因为不肯定结论，不过这个现象作为谜一直在我的脑海里，期待有一天能弄清楚。如今我有机会进入一个条件非常好的实验室，能够实现原位的磁场和介电性能的耦合实验，一进新的实

3、验室我就着手弄清我心中的谜，但结果没有被重复，即室温下薄膜在磁场下进行长时间加载和原位跟踪，没有发现以前看到的介电常数频谱的巨大变化，不仅如此，我也做了低温下零场冷却和有场冷却的变温磁电容实验，均未发现明显的磁电容效应。很明显以前的实验结果并非来自材料本身，而是来自非本征的测量环境实验假象。问题可能出在哪呢，不烦比较下现在的实验和以前的测量过程：1、薄膜上的电极点.现在的样品和以前的样品是一样的，可能有做薄膜的朋友希望了解多些，虽然这里不是本文重点，也多介绍一下：标准的制备方法是光刻法，本人尝试过，结果如图2所示，但其过程比较繁琐，推荐本人使用的一种非常简单而有效的制备方法，只需要一卷透明胶、一根缝衣针和一个酒精灯即可很快完成掩模过程，过程如图3所示，结果如图4所示，注意电极点的面积的量化通过金相的分析得到，实际上使用photoshop对电极区域进行涂黑并用image-histogram功能即可得到面积信息。图2光刻法制备的薄膜电极图3薄膜电极点的简易制作方法图示图4薄膜电极点简易制作效果图片