電輸運測試面臨的挑戰(zhàn)及應(yīng)對

電輸運測試面臨的挑戰(zhàn)：

1.特殊的測試條件。一般條件下，被測樣品被放置在低溫（通常是超導(dǎo)）及磁場環(huán)境中，其低溫zuidi可達(dá)0.1mK, 磁場可高達(dá)16T。在jiduan條件下，磁場可達(dá)100T脈沖強(qiáng)磁場，壓力可達(dá)100GPA。PPMS可以提供一般條件下的測試環(huán)境，在此環(huán)境下，測試電纜連線需考慮熱效應(yīng)及對測試結(jié)果的誤差因素。

2.需要極小或極大電阻的測試。在超導(dǎo)條件下，被測樣品電阻可能低至nΩ級。而jiduan情況下，被測樣品電阻可能高達(dá)GΩ級，PPMS內(nèi)置輸運測試選件達(dá)不到要求。

3.需要測試極小電壓、電流及微分電導(dǎo)，此時信號往往淹沒在噪聲中， PPMS內(nèi)置測試選件往往不能滿足要求。

應(yīng)對挑戰(zhàn)：

為應(yīng)對電輸運測試面臨的挑戰(zhàn)，在PPMS的基礎(chǔ)上，必須添加適合極低電平測試的儀器作為必要的補(bǔ)充，該儀器必須具備去除噪聲的能力。以鎖相放大器為測試儀器的AC法和以622x低電平電流源／2182A納伏計組合構(gòu)成的Delta模式是兩種主要的應(yīng)對挑戰(zhàn)的方法 ，兩種方法的框圖如下：

AC 法框圖

Delta 模式

Delta模式可以提供準(zhǔn)直流電流反向技術(shù)的測量和計算， 以消除溫差電動勢的影響，每個Delta讀數(shù)都是根據(jù)通道1的兩個電壓測量結(jié)果計算而來；一個測量電流源的正相，一個測量負(fù)相，從而使噪聲降低1000倍。AC法和Delta模式法各有優(yōu)勢，相輔相成，一般在電輸運測試時都配置。下圖示意出兩者應(yīng)用范圍：

從上兩圖可以看出，鎖放可在更高頻率應(yīng)用 ，比如脈沖測試，但鎖放較適合 100mΩ~1MΩ范圍的測試，而Delta模式可測試更低電平的信號，也更適合低千100mΩ及大千1MΩ的電阻測試。