[发明专利]高温超导薄膜材料临界电流密度测试系统及测试方法

摘要

本发明属于高温超导材料性能测试领域，具体涉及检测高温超导薄膜材料临界电流密度的测试系统及测试方法。该系统由计算机、纳伏表、可编程直流电源以及探针台四部分组成，将样品固定于探针台上，置于液氮中，由计算机控制可编程直流电源提供电流信号，且实时记录纳伏表测量值和可编程直流电源的输出值，从而自动完成数据的记录以及绘图。本发明的特征在于可快速多点测量大面积样品，当测试不同的微桥时，不必再将样品从液氮中取出，而是在测试板上将连接纳伏表和电流源的导线更换到测试板上不同的圆孔座排母上，即不同的测试点即可，从而大大提高了测试效率。

主权项

一种高温超导薄膜材料临界电流密度的测试系统，其特征在于：由计算机、纳伏表、可编程直流电流源和探针台组成；探针台由固定板(1)、外壳(2)、测试板(3)和探针板(4)组成；固定板(1)为方形，在其四角处设置有固定板螺孔(8)，其四个边均为“凸”字型结构；探针板(4)具有贯穿孔，在其四角上设置有探针板螺孔(11)，在其贯穿孔内设置有探针，探针为一柱状金属，头部为圆头，尾部可焊接导线，其头部穿过探针板后露出，并用胶固定在探针板(4)上；外壳(2)是一个没有顶面的方型箱体，箱体的四个侧面上均设置有缺口，箱体的内部尺寸与固定板(1)的外部尺寸相匹配，箱体上缺口的宽度、厚度与固定板“凸”字型结构的尺寸相匹配，从而可以使固定板(1)从上向下无缝隙地放置在外壳(2)内，且固定板(1)及外壳(2)的侧表面在同一平面上；在外壳(2)的底部设置有正方形缺口，该缺口的尺寸小于固定板(1)和探针板(4)的尺寸，当探针板(4)由下至上安装在外壳上时，可以使探针板(4)上的探针头部(6)全部露出，而探针头部(6)露出的高度恰好达到外壳(2)侧面缺口的下沿处，从而使安放后的固定板(1)与探针头部(6)之间无缝隙；在外壳(2)底部的四角上设置有螺孔(5)，其与固定板(1)上设置的固定板螺孔(8)、探针板(4)上设置的探针板螺孔(11)的位置相对应，可通过螺丝将固定板(1)与外壳(2)和探针板(4)固定在一起；测试板(3)为方形，在其上设置有贯穿于测试板(3)的圆孔座排母(7)，圆孔座排母(7)的一端为圆孔状，可插接可编程直流电流源的输出端和纳伏表的测试端，其另一端为金属凸起，可焊接导线，该导线的另一端连接探针尾部(9)，从而使得测试板(3)上的圆孔座排母(7)与探针板(4)上的探针头部(6)有着一一对应的关系；待测样品为在衬底上制作的超导薄膜，薄膜上具有微桥结构(10)，微桥由左测试端、右测试端以及两端间的长方形通道组成；固定板(1)将待测样品超导薄膜的一面与探针头部(6)紧紧压在一起；每四个探针为一组，一组中四个探针头部(6)的位置与一个微桥结构(10)的位置相对应；可编程直流电流源通过一组探针中的两个，在微桥结构(10)的左、右测试端间施加可编程的电流信号，纳伏表通过同一组探针中的另外两个测量同一微桥左、右测试端间的电压信号；由计算机控制可编程直流电源提供电流信号，且实时记录纳伏表的测量值和可编程直流电源的输出值，从而完成临界电流密度的计算。