铁电测量基础
偏振测量的基础知识
极化量不能直接测量。因此,三角波电压 V 被施加到样品上,由此产生的 极化导致进一步的表面电荷。
滞后测量测量该表面电荷。绘制横轴:外加电压V,纵轴:表面电荷量Q的曲线图(QV曲线)。此外,横轴上的电压V除以样品厚度d以将其转换为电场E,纵轴上的表面电荷量Q除以电极面积S以将其转换为极化P。(PE曲线) 电荷Q的测量方法有宗谷塔瓦法和虚拟接地法两种,但由于后述的原因,虚拟接地法更适合小容量和高分辨率的测量。
Soya Tawa法
将参考电容器 Cr 放置在要测量的电容器(样品)的次级侧(接地侧)上。
样品中产生的极化电荷Q的测量值与参考电容器中产生的电荷量Q’一致。
Q’可以通过测量电容器的初级电压Vr并将其乘以电容器的电容Cr来计算。从 Q = Q’= CrVr,可以计算出样品中产生的极化电荷。
这种方法易于设置并且已经使用了很长时间,但它的缺点是参考电容器中发生的电压降会导致施加的电压误差。
例如,如果施加的电压很小(10V 等),则参考电容器的初级电压 Vr 会很小,从而使测量变得困难。
虚拟接地法
虚地QV转换法克服了Soya Tawa法的缺点,是目前应用最广泛的偏振测量方法。它与 Soya Tawa 测量电路基本相似,但参考电容放置在运放的反馈回路中。
这将为您带来以下改进:
- 消除了施加的电压误差。样品的二次侧是地面。因此,施加到样品上的所有电压都施加到样品上。
- 参考电容器上出现的电压增加,使电压测量更容易。(由于参考电容器的电压降不会成为施加电压误差,因此可以使用小容量电容器作为参考电容器。)
从上面可以看出,不仅是大容量,而且薄膜/厚膜样品和小容量电容器都可以可以使用,可以准确测量。