激光測振儀和懸臂梁聯(lián)用技術在薄膜應變及壓電系數(shù)測量中的應用

一、技術背景與設備基礎

北京華測試驗儀器有限公司（以下簡稱"華測儀器"）作為專注于材料電學性能檢測的高新技術企業(yè)，其功能材料電學綜合測試系統(tǒng)為薄膜測量提供了高精度平臺。在壓電薄膜研究中，激光測振儀與懸臂梁的配合測量方案，可實現(xiàn)對薄膜應變及壓電系數(shù)E31、D31、E33的精準標定，為傳感器、儲能器件研發(fā)提供關鍵數(shù)據(jù)支持。

二、測量原理與方法

1、懸臂梁應變測量體系

采用定制化懸臂梁裝置，通過施加機械載荷誘導薄膜產(chǎn)生應變。華測儀器的極化裝置與高壓放大器可精確控制加載條件，配合激光干涉儀實時捕捉微米級形變數(shù)據(jù)，應變靈敏度強。

華測儀器薄膜懸臂梁測試夾具

2、壓電系數(shù)測量技術路徑

橫向壓電系數(shù)E31/D31：通過測量懸臂梁彎曲時薄膜表面電荷密度（D31）與機械應變（S1）的對應關系，結合公式E31=ΔD3/ΔS1實現(xiàn)計算縱向壓電系數(shù)E33：利用垂直方向極化裝置施加電場，通過激光干涉儀測量厚度方向應變響應，依據(jù)E33=ΔS3/ΔE3進行推導。

三、系統(tǒng)關鍵技術優(yōu)勢

激光測振儀配合高低溫冷熱臺對壓電器件測量

1.連接到Huace FE-3000鐵電分析儀上的激光測振儀可精確測量沉積在懸臂和膜上或沉積在基板上的壓電薄膜的壓電系數(shù)；

2.鐵電測試系統(tǒng)與激光測振儀相結合，在D33振動過程中可以達到0.2pA(0.02nm)分辨率；

3.高低溫冷熱臺可以添加到薄膜壓電測試套件中，可以在單個樣品在 -196℃至 600℃℃的溫度中進行測量。

激光測振儀配合懸臂梁測量對薄膜應變測量

激光測振儀與薄膜壓電測試(E31)相結合，可測量沉積在懸臂上的壓電薄膜的壓電系數(shù)(E31、D31和E33)。 應用場景：壓電疲勞、壓電老化、過程監(jiān)控。

華測儀器測試夾具