[发明专利]一种快速电压扫描测量铁电薄膜微分电容的方法

摘要

本发明属于固态电介质性能测试技术领域，具体为一种快速电压扫描测量铁电薄膜微分电容的方法。本发明方法充分考虑到薄膜内不同微观铁电畴在外加电压作用下对宏观电容值的贡献，采用在预置脉冲后留有足够大小的弛豫时间，使注入电荷对微观电畴的钉扎效应降到最低。通过随后的任意幅度的脉冲电压快速扫描，对电容进行充电，并通过微小量的充电电压变化，使铁电薄膜电容产生相应的放电电流。通过与样品相连的示波器求出放电电荷，从而求出对应的微分电容。本发明解决了商用电桥无法快速电压扫描的问题，为测量铁电薄膜电容高频响应和研究微观缺陷运动对介电响应方面的贡献提供了有效的手段。

主权项

1、一种快速电压扫描测量铁电薄膜微分电容的方法，其特征在于具体步骤如下：(1)利用脉冲发生器首先产生一预置电压，即方波脉冲，电压幅度及正负根据所测样品及设计的测量电压的正负进行设置，而后通过设置一弛豫时间tr使注入电荷对电容测量的影响降至最低；(2)下一段脉冲以相同幅度、相同方向的电压为扫描起始电压开始对样品进行C-V曲线测量，而后将另一个与扫描起始电压相反方向的测量扫描电压V施加在样品上；(3)为了得到在测量扫描电压V下铁电薄膜的电容，对外加测量扫描电压V进行微小的变化，变化量记为ΔV，从而在与样品连接的示波器上产生相应的放电电流，通过对在改变微小电压ΔV后铁电薄膜电容放电电流积分计算得到微分电容值：ΔQ＝|∫Idt|C＝ΔQ/ΔV(ΔV→0)然后进行下一次扫描，以上面所描述脉冲波形再次加在所测样品上，对测量扫描电压V进行同样的微小变化，并用同样的方法，测量和计算铁电薄膜在不同电压下的微分电容，扫描时间精确的等于V施加在样品上的时间tw，得到不同电压扫描时间的C-V曲线。