[发明专利]一种测量材料导电性的可调控同轴谐振探头

说明书

本发明公开了一种测量材料导电性的可调控同轴谐振探头，包括SMA同轴连接器、基座、螺丝、待测样品、探针、半波长谐振器、承片台及射频反射计；待测样品位于承片台上，基座位于待测样品的上方，基座的底部连接有同轴外导体法兰，SMA同轴连接器固定于基座的顶部，基座沿轴向设置有中心通孔，半波长谐振器的上端穿过同轴外导体法兰插入于中心通孔内，半波长谐振器的下端设置有探针，射频反射计通过SMA同轴连接器与半波长谐振器的上端相连接，该探头能够使用不同的场景。

技术领域

本发明涉及一种可调控同轴谐振探头，具体涉及一种测量材料导电性的可调控同轴谐振探头。

背景技术

材料的导电性反映了材料元素组成、微观结构、内部缺陷等特性，因此可以通过测量材料导电性能评估材料制备工艺对材料特性的影响(比如，半导体材料的掺杂、合金材料的退火，等)；此外，利用材料导电性实现器件/系统功能时，尤其需要评估材料导电性(比如，微电子器件、光电子器件、3D打印微波器件，等)。目前，较为成熟的导电性测量技术包括：四探针技术和涡流技术。四探针技术属于接触式测量技术，容易在测试过程中沾污或损伤样品；涡流技术属于非接触式测量技术，易于实现在线测试，但现有涡流技术通常工作在低频频段，无法满足高频高速器件对高频导电性测量的需求。为了实现高频条件下的材料导电性评估，人们对基于微波技术的材料导电性测量技术进行了研究。目前，基于微波技术的材料导电性测量技术主要包括传输/反射法和谐振法。传输/反射法常用的测量夹具包括矩形波导、同轴线、天线等，谐振法常用的测量夹具包括矩形谐振腔、圆柱谐振腔、准光腔、同轴谐振腔等。传输/反射法的优势在于测量频段宽，但其灵敏度不及谐振法；谐振法虽然灵敏度高，但其通常只能在一个或数个频点上获得测试结果(利用谐振腔的基模及基模附近的高次模进行测试)。相比于其它谐振法而言，基于同轴线谐振探头的测量法具有明显的空间分辨率优势，其理论上的空间分辨率与探针针尖半径相当。此外，由于同轴线谐振探头基于同轴线实现，因此容易获得较低的基模谐振频率(比如百MHz量级甚至数十MHz量级)，进而可以基于高次模式的工作原理实现近乎连续的宽频测试。当前，有关同轴线谐振探头的研究主要探讨的对测量性能有影响的设计因素包括：馈线与谐振同轴线间耦合间隙的大小、谐振频率、探针针尖长度及曲率半径、探针针尖与待测材料之间的间隙尺寸、模式数、同轴线衰减常数及传播常数等。为了开发出适用于不同场景的同轴探头，需设计出新的探头。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种测量材料导电性的可调控同轴谐振探头，该探头能够使用不同的场景。

为达到上述目的，本发明所述的测量材料导电性的可调控同轴谐振探头包括SMA同轴连接器、基座、螺丝、待测样品、探针、半波长谐振器、承片台及射频反射计；

待测样品位于承片台上，基座位于待测样品的上方，基座的底部连接有同轴外导体法兰，SMA同轴连接器固定于基座的顶部，基座沿轴向设置有中心通孔，半波长谐振器的上端穿过同轴外导体法兰插入于中心通孔内，半波长谐振器的下端设置有探针，射频反射计通过SMA同轴连接器与半波长谐振器的上端相连接。

还包括支架，其中，基座的上部固定于支架上。

同轴外导体法兰与基座之间通过若干螺丝相连接。

所述基座的横截面为工字型结构。

半波长谐振器采用标准同轴线制成。

所述SMA同轴连接器的类型为L29型、N型、SMA型、3.5mm型或2.92mm型。

各螺丝沿周向均匀分布。

本发明具有以下有益效果：