什么是保持力

保持力：指鐵電材料在撤去電場后，仍能保持的剩余極化強度（Pr）隨時間的變化能力。這是評估鐵電存儲器（如FeRAM）數據長期可靠性的關鍵指標。

Huace FE-3000鐵電分析儀

測試方法與標準

1.測試原理

• 電滯回線（P-E Loop）：通過測量電滯回線獲取剩余極化強度（Pr）、飽和極化強度（Ps）和矯頑場（Ec）。
• 保持性能測試：對材料進行一次極化寫入后，長時間監測Pr的衰減情況。

為什么要保持力測試

1. 鐵電存儲器（FeRAM）的指標

• FeRAM 利用極化方向存儲數據（“0”和“1”），若極化快速衰減，會導致數據丟失
• 工業標準要求10年數據保持（如手機、存儲器）。

2. 材料失效機制診斷：

• 若衰減過快，可能提示材料存在氧空位遷移、界面電荷注入等缺陷。

3. 溫度依賴性：

• 高溫下衰減加速，測試需在變溫環境（-50°C~200°C）進行，評估器件工作溫度范圍。

鐵電分析儀—保持力測試曲線

測試設備

• 鐵電測試儀（Huace FE-3000）
• 功能：動態/靜態電滯回線、脈沖測試（PUND）、疲勞測試、保持力測試（RM）。
• 參數：
• 電壓范圍：內置10V (可擴展至±20kV)
• 頻率：0.03Hz–270kHz
• 溫度控制：±1℃（RT ~200℃）（可選低溫）
• 漏電流分辨率：≤1pA
• 配套工具：探針臺、測試筒、高壓放大器、激光測振儀（用于電致應變測試）

鐵電分析儀標準功能保持力測試

影響因素

1.材料因素

• 微觀結構：晶粒尺寸、缺陷密度影響極化穩定性。
• 成分：摻雜元素（如La、Zr）可改保持性能。

2.測試條件

• 電場強度：過高電場可能導致擊穿，過低則無法充分極化。
• 頻率：高頻測試可能引入熱效應，需平衡頻率與精度。
• 溫度：高溫加速電荷遷移，需嚴格控制。

應用案例

1.鐵電存儲器（FeRAM）

• 測試目標：確保數據在斷電后長期可靠存儲。
• 測試周期：模擬數年使用，通過加速老化（高溫烘烤）縮短測試時間。

2.傳感器與執行器

• 測試極化穩定性對傳感器靈敏度的影響。
• 示例：壓電傳感器需保持高Pr以確保長期精度。