铁电材料的C

五、实验步骤：
1. 在理解了测试原理之后，将样品装在测试夹具上，并与 TH2828精密LCR数字电桥连接。 2. 将电源线、数据线接通。 3. 打开电源开关，调节光标，测试频率。 4. 加载偏压时直流偏置处于“ON”位置，手动外加偏压测试 出试样所能承受的最大偏压正负值。 5. 记录样品厚度d(m)，电容面积A(m2)百度文库 6. 电压从Vmin(最大正偏压)~0V， 0V~(-Vmin)(最大负偏压)， -Vmin~0V，0V~Vmin，步进0.5V。 7. 测量外加直流偏压下样品的电容及损耗，记录于下表：
铁电材料的C-V曲线测量
引线采用电阻率较低的铜，接头为微波接头，盒外壁为金属屏
蔽，以避免环境干扰。
一、实验目的： 1. 了解铁电材料的非线性特性。
2. 掌握用TH2828精密LCR数字电桥及标准四端对测量 技术测试铁电薄膜的C-V特性。
二、实验器材： TH2828精密LCR数字电桥仪 四端对测测试夹具
式中εr(0)、εr(app)分别为不加偏压、加偏压时BST薄膜材料的介电系 数
四、实验内容： 利用TH2828精密LCR数字电桥和四端对测测试
夹具，测量MIM结构的铁电薄膜材料在不同直流偏
压下的电容、损耗，根据样品的电容、面积、厚度 计算薄膜样品的介电系数εr，画出εr-V 、tgδ-V曲线， 并计算薄膜样品的调谐率。
外加直流偏压(V) 电容(pF) 介电系数(ε) tgδ
六、实验数据结果及分析：
1. 以表格形式列出所得数据，根据样品电容 C(F)、面积A(m2)、厚度d(m)，计算薄膜样 品的介电系数εr。 2. 画出εr-V、tgδ-V曲线。
3. 对上述结果进行讨论。
三、实验原理： 本实验采用TH2828型LCR测试仪及四端对测量 方法对铁电薄膜的介电特性进行测量。在四端对测 量中有四个同轴电缆接插件端口，分别作为电流引 线端Hcur、Lcur和Hpot、Lpot，其中一对连接线用 来馈送测量电流到被测电阻，另一对连接线用作检 测被测电阻上的电压降。
四端对测试原理图
铁电薄膜的介电系数通过下面的公式计算：
Cd r 0 A
式中，C为薄膜的电容(F)，ε0为真空介电常数(8.854×10-12F/m)， A为电容的面积(m2)，d为薄膜的厚度(m)。
铁电材料的电压(介电)非线性是指材料的极化强度随外加 电场强度呈非线性变化，因而介电系数随外加电场变化的 特性。非线性的强弱可用介电系数的电压变化率(或称为 可调性)来表征，介电系数电压变化率通过下式计算得到： tunability%=[εr(0)-εr(app)]/εr(0)×100%