鐵電分析儀與擊穿測試的原理

鐵電分析儀的功能定位
鐵電分析儀是專門用于研究鐵電材料電學性能的儀器，通過施加可控電場測量材料的極化行為，核心參數包括：
電滯回線：反映極化強度（P）與電場（E）的非線性關系，可提取自發極化強度（Ps）、剩余極化強度（Pr）、矯頑場（Ec）等關鍵指標。
介電常數：描述材料儲能能力，直接影響電容器、傳感器等器件設計。
漏電流監測：實時檢測材料漏電特性，避免器件性能劣化。
擊穿測試（BDM）的技術要點
擊穿測試用于量化材料在電場作用下的極限耐受能力，方法包括：
直流升壓法：逐步增加電壓直至材料發生介電擊穿，記錄擊穿場強（Eb，單位kV/cm）。
典型應用場景：
薄膜材料（如PZT、BST）：納米級厚度易因缺陷導致局部電場集中，需驗證擊穿電壓是否滿足器件設計要求。
陶瓷材料（如BaTiO?）：多晶結構中的晶界、氣孔等缺陷可能降低擊穿強度，測試可評估工藝均勻性。
復合材料（如PVDF-TrFE）：界面相容性影響擊穿特性，需優化配方與工藝。

鐵電分析儀

華測儀器（Huace）的技術優勢與產品亮點

Huace FE系列鐵電分析儀的性能
寬頻高壓能力：
內置±10V電壓，支持外接高壓擴展至±20kV，滿足薄膜到塊體材料的測試需求。
電滯回線測試頻率達500kHz（@10V），動態極化行為研究能力強。
多功能集成：
一機實現電滯回線、漏電流、IV/CV特性、擊穿測試，并支持壓電、熱釋電、阻抗分析等擴展功能。
精度與采樣速度：
泄漏電流分辨率＜1pA，電荷分辨率＜10fC，確保微弱信號精準捕捉。
采樣速度達40MS/s，支持高頻動態測試。
測試方案
薄膜儲能密度研究：
通過單極電滯回線計算儲能密度（如多層復合薄膜可達4.2J/cm3），結合擊穿強度測試優化材料配方。
塊體材料變溫測試：
搭配高低溫探針臺（支持-196℃至600℃），評估材料在不同溫度下的擊穿特性與極化穩定性。

鐵電分析儀

擊穿測試的行業應用與案例

電子器件可靠性驗證
電容器與存儲器：薄膜材料（如HfO?）的擊穿場強需遠高于工作電壓，以避免器件失效。
功率電子器件：陶瓷材料（如PZT）的擊穿特性直接影響器件耐壓等級與壽命。
新材料研發支持
復合薄膜優化：通過擊穿測試篩選界面相容性更優的復合材料配方。
鐵電存儲器設計：評估不同厚度薄膜的擊穿場強，確定器件設計窗口。
華測儀器的典型合作案例
廈門某公司合作：提供塊體測試夾具與變溫探針臺，支持厚膜、塊體材料的擊穿特性分析。
高校與研究院所：為新型鐵電材料（如二維鐵電體）提供高頻、高壓測試解決方案。

鐵電分析儀

華測儀器的Huace FE系列鐵電分析儀在擊穿測試領域具備顯著優勢，其寬頻高壓能力、多功能集成及高精度采樣，可覆蓋薄膜、陶瓷、復合材料等全場景測試需求。若您關注材料可靠性評估、高頻器件研發或新工藝驗證，建議選擇Huace FE-3000等型號，并結合變溫探針臺與統計學分析工具，實現電性能評估。