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[導(dǎo)讀]   要測量弱電流,就必須理解各種潛在的誤差源,這些誤差會造成人們所不希望出現(xiàn)的測量誤差。影響多種類型的納米電子器件的測量結(jié)果的兩種極為常見的誤差源是摩擦生電效應(yīng)和電化學(xué)效應(yīng)(圖1)。   

  要測量弱電流,就必須理解各種潛在的誤差源,這些誤差會造成人們所不希望出現(xiàn)的測量誤差。影響多種類型的納米電子器件的測量結(jié)果的兩種極為常見的誤差源是摩擦生電效應(yīng)和電化學(xué)效應(yīng)(圖1)。

  

  導(dǎo)體和絕緣體之間的摩擦所產(chǎn)生的電荷將引發(fā)所謂的摩擦生電(Triboelectric)電流。摩擦作用從導(dǎo)體上掠走自由電子,從而造成電荷不平衡性,這相應(yīng)產(chǎn)生了電流,共軸電纜中的絕緣體和導(dǎo)體的相互摩擦作用就是這樣的一個例子。誤差電流也會由于電化學(xué)效應(yīng)而引起,在這種過程中,離子性的化學(xué)物質(zhì)會在兩個導(dǎo)體間形成微弱的電池。印刷電路板上的腐蝕溶液、助焊劑或者其他沾污會在導(dǎo)體間形成幾個nA的電流。

  導(dǎo)體與絕緣體間的摩擦所產(chǎn)生的電荷將引發(fā)摩擦生電(Triboelectric)電流。摩擦作用從導(dǎo)體上掠走自由電子,從而造成電荷不平衡性,并相應(yīng)形成電流。典型的實(shí)例是如圖中所示的同軸電纜中的絕緣體和導(dǎo)體一起摩擦而產(chǎn)生的電流。“低噪聲”電纜大大降低這一效應(yīng)。在它的外屏蔽之下,內(nèi)絕緣體往往是涂覆石墨的聚乙烯。石墨起到潤滑的作用并構(gòu)成了一個導(dǎo)電的等電位筒,以保持電荷平衡,并最大限度減少電纜運(yùn)動所致的摩擦產(chǎn)生的電荷。不過即使是低噪聲的電纜在承受震動、拉伸和收縮時也會產(chǎn)生一定的噪聲,因此應(yīng)該盡可能縮短所有的連接線,而且避免溫度變化(會產(chǎn)生熱膨脹力),最好把電纜用膠帶粘貼或者捆綁到無振動的表面上,如墻面、工作臺或者剛性的結(jié)構(gòu)上.

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