[发明专利]一种高通量电阻率测试装置

说明书

技术领域

本发明属于材料测试装置领域，具体涉及一种高通量电阻率测试装置。

背景技术

伴随着机械、电子、航空、能源等技术的迅猛发展，对材料的要求变得越来越高，材料的复杂程度亦更加高。由于材料科学设计众多问题，因此准确的计算材料的某种性质并非易事。电学性能尤其是材料的电阻特性是材料的重要性质，而目前已有多种用于材料的高通量制备和表征的仪器设备，但对于材料的电学性能的高通量表征设备仍然缺乏。现有技术中材料的电阻性质通常采用传统的四探针方法测试，四探针法测量电阻率使用简单，不需要校准，有时即使用其它方法测量电阻率还用四探针法校准。四探针测试方法能够规避探针与材料接触电阻对测试结果的影响，而且结构简单、稳定性高、成本低，是电阻率测试的重要方法。

然而这种传统的四探针方法仅适用于单一的或少量的样品测试，使用高通量制备方法得到的样品通常是单一的基底不同区域呈现成千上万个样品，用传统四探针方法测试需要反复的更换探针与样品的接触位置。

KlimentiyShimanovich等人于2014年在《REVIEWOFSCIENTIFICINSTRUMENTS》杂志上发表文章“Four-pointprobeelectricalresistivityscanningsystemforlargeareaconductivityandactivationenergymapping”，提出一种高通量四探针测试系统。尽管该系统采用自动控制下的扫描的方法测试大量的样品，一定程度上缩短了手工操作的时间，提高了测试效率，但该系统仍会在探针的升起、移动、落下等机械动作上消耗大量的时间，并且反复的如此操作会降低仪器寿命，阻碍测试效率的提升。因此，如何利用四探针测试方法测试大量样品电阻率又无需反复移动探针是本领域技术人员面临的技术难题。

发明内容

针对上述传统四探针测试材料电阻率的方法存在的问题，本发明提出一种高通量电阻率测试装置；该装置避免了传统四探针测试方法中多个样品测试或单个样品不同区域测试时需要反复更换探针与样品的接触位置的问题，可以实现多个样品或单个样品多个区域的快速测试，提高了高通量样品的测试效率。具体装置为：

一种高通量电阻率测试装置，其特征在于，所述装置包括：

基座，固定设置有若干探针，且每个所述探针均具有用于接触测试样品的尖端和相对于该尖端的连接端；

多通道开关，每个所述探针均通过其连接端与所述多通道开关的输入端电连接，且该多通道开关的输出端分别与电流源和电压表连接，以对所述测试样品的电阻率进行量测。

上述装置，其中，每个所述探针均贯穿固定设置于所述基座，且所述若干探针的尖端均凸起于该基座的同一表面，以使得每个所述探针的尖端均能与同一所述测试样品的不同区域接触和/或分别与不同测试样品接触。

上述装置，其中，当所述若干探针的尖端分别与不同测试样品接触时，对任一所述测试样品进行电阻率量测操作过程中，所述多通道开关将与其他测试样品接触的探针的电路断开。

上述装置，其中，所述多通道开关为手动式机械开关的组合器件或电子电路控制的多路开关器件。

上述装置，其中，所述装置还包括一开关控制模块；

所述开关控制模块与所述多通道开关电连接，以自动控制所述多通道开关中每个通道的开启或闭合。

上述装置，其中，所述多通道开关的输入端上设置有若干探针接入端口，所述多通道开关的输出端上设置有第一连接端口和第二连接端口；

每个所述探针均通过其连接端分别与一所述探针接入端口连接，所述电压表通过所述第一连接端口与所述多通道开关电连接，所述电流源通过所述第二连接端口与所述多通道开关电连接。

上述装置，其中，所述探针接入端口的数量大于所述探针的数量。

上述装置，其中，所述电流源和电压表可以为分立的电流源和电压表器件，也可以是集成的数字源表器件。

上述发明具有如下优点或者有益效果：