绝缘体积电阻率仪

石化产业是国民经济重要的支柱产业，产品覆盖面广，资金技术密集，产业关联度高，对稳定经济增长、改善人民生活、保障国防安全具有重要作用。但仍存在产能结构性过剩、自主创新能力不强、产业布局不合理、安全环保压力加大等问题。石油化工产业作为高污染性产业，面临结构性改革的矛盾，国家政策引导对于促进石化产业持续健康发展具有重要意义。得利特顺应发展研发生产了系列石油产品分析仪器。最近技术人员仍然继续着研发工作并且将原来的产品做了部分升级改造。A1150液体介质体积电阻率测定仪符合DL/T421标准，适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率，可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点采用双CPU微型计算机控制。控温、检测、打印、冷却等自动进行。采用**转换器，实现体积电阻率的高精度测量。具有制冷和加热功能。整机结构合理，安全方便。技术参数测量范围：0.5×108～1×1014Ωcm分辨率：0.001×107Ωcm重复性： ≤15% 再现性： ≤25%控温范围：0～100℃ 控温精度：±0.5℃电极杯参数：极杯类型：Y－18　　　　　　极杯材料：不锈钢显示方式：液晶显示打印机：热敏型、36个字符、汉字输出环境温度：5℃～40℃ 环境湿度：≤85%工作电源：AC220V±10% ，50Hz功 率：500W外形尺寸：500mm×280mm×330mm重　　量：17.5kgA1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据，根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。具有结构简单、线性度好、灵敏度高、测试结果稳定、操作安全等优点，其性能远高于通常的电压电流法。仪器由参数测量系统、油杯加热控温系统两部分组成，具有自动计时、液晶显示功能。可测量绝缘油体积电阻率。 技术参数测试电压：500VDC测试范围： 10 7～10 13Ωcm重复性： ＞10 12Ωcm ≯25% ，＜10 12Ωcm ≯15% 加热功率： 100W 控温范围： 10℃～100℃ 控温精度： ±0.5℃ 测量误差： ≤±10%测试电极杯： 3个环境温度：0～40℃相对湿度：≤85% 工作电源： AC220V±10%，50Hz

石油产品质量分析在其生产、储运和市场流通环节起着重要作用，石油产品分析仪器现已广泛应用于油田、炼油厂、陆海空交通运输、海关及油品质量监督部门。作为中国仪器仪表行业重要组成部分的油品分析仪器，在疫情席卷全球的情况下，仍然在各大行业中起到必不可少的作用。随着各项技术工艺的发展，仪器仪表产品也在不断的更新换代。各大分析仪器品牌如雨后春笋，在市场中同台竞技，用户可选择的产品也更多了。企业不断推出自己的品牌产品。在刚刚过去的半年里，又有不少企业研发出多项仪器仪表新品。 得利特为了跟上油品分析仪器发展大潮，不断积累经验，创新技术，研发升级自产油品分析仪，近日，又有一款升级产品投入市场，它就是油体积电阻率测定仪。下面得利特为大家讲一下它的升级点在哪里？A1151油体积电阻率测定仪按DL421.91《绝缘油体积电阻率测定法》的电力行业标准为依据，根据有源电桥的原理研制成功的一种新型电阻率测定专用仪器。技术参数测试电压：500VDC测试范围： 10 7～10 13Ωcm重 复 性：＞10 12Ωcm ≯25% ，＜10 12Ωcm ≯15% 加热功率： 100W 控温范围： 10℃～100℃ 控温精度： ±0.5℃ 测量误差： ≤±10%测试电极杯： 3个环境温度：0～40℃相对湿度：≤85% 工作电源： AC220V±10%，50Hz 升级点：1.采用双CPU微型计算机控制。2.控温、检测、打印、冷却等自动进行。3.采用**转换器，实现体积电阻率的高精度测量。4.具有制冷和加热功能。5.整机结构合理，安全方便。

新品推荐——液体介质体积电阻率测定仪01产品介绍产品名称：液体介质体积电阻率测定仪型号：A1153执行标准：DL/T 421-2009《电力用油体积电阻率测定法》A1153液体介质体积电阻率测定仪适用于测定绝缘油和抗燃油体积电阻率。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。02仪器特点1采用双CPU微型计算机控制。反应速度快，抗干扰强。2进样，控温、检测、打印、冷却，清洗自动进行，操作简便。3采用三电极双控温结构，控温精度高，温度波动≤0.5℃，避免因温度波动影响结果。4电极采用特殊工艺加工，表面光滑度Ra≤0.012μm，确保电极间隙2mm，从而使结果更准确。5电极杯绝缘材料选用PTFE高分子材料，受热不变型，且不吸水，既能保证空杯电容又有利于清洗油杯。6同时具有制冷和加热功能，既可以做绝缘油也可做抗燃油。一机两用经济实惠。7具有开盖防触电保护功能，开盖自动切断高压。03技术参数•测量范围：0.5×106～1×1015Ωｍ •分 辨 率：0.001×107Ωｍ•重 复 性：＞1010 Ωｍ，≯２５％ ＜1010 Ωｍ，≯１５％ •再 现 性：≤25%•控温范围：10～100℃ •控温精度：±0.5℃•空杯电容：30pF±1pF •实验电压：DC 500V•显示方式：液晶显示•打 印 机：热敏型、36个字符、汉字输出 •工作电源：AC220V±10%，50Hz•功 率：500W•外形尺寸：500mm×380mm×350mm•重 量：17.5kgEND

如今市场需求总体继续扩大，但增速下降。一方面，随着城镇化和基础设施建设的不断深入，基本原材料的需求还将保持一定增速，但增速会有所降低，人们日常生活用品也不会有太大的提高；另一方面，人们的消费升级以及生活方式和消费模式的改变，将提高或改变市场需求，促进与经济发展相配套的石化化工产品升级换代。因此，预计“十四五”期间，传统石化化工产品，如成品油、大宗化工产品等，在很长的一段时间内消费保持低速增长态势，甚至有些个别产品还会有略微下降；而在与智能制造、电子通信、中高生活消费品和医药保健等有关的化工产品，主要是电子化学品、纺织化学品、化妆品原材料、快餐用品、快递服务用品、个人防护和具备特殊功能的化工新材料等，都将会有很大增幅。同时安全生产、绿色发展的要求日益提高。石化化工生产“易燃、易爆、有毒、有害”特点突出，尤其是近几年，化工行业事故频发，特大恶性事故连续不断，给人们生命财产造成重大损失，在社会各界造成极其恶劣的影响。随着我国城镇化的快速推进，原来远离城市的石化化工企业已逐渐被新崛起的城镇包围，带来了许多隐患。“十四五”期间，社会各界将更加紧盯各地石化化工企业，石化化工企业进入化工园区，远离城镇布局将成为必然要求，安全生产也将是企业必须加强的一门必修课。绿色发展已经在社会上形成共识，坚持绿色发展是行业必须要强化的理念，一方面要补足以往的环保欠账；另一方面还要针对不断提高环保标准买单，这对行业来说，是一个巨大的挑战。A1170自动油介损及体积电阻率测定仪符合GB/T5654标准，用于测定在试验温度下呈液态的绝缘材料的介质损耗因数及体积电阻率，包括诸如变压器、电缆及其它电气设备内的绝缘液体。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点1、采用中频感应加热，室温加热至控温（90℃）并恒温自动测量仅需 15分钟。2、同时测量油介损及体积电阻率或任选一项。3、采用大屏幕液晶显示器，只需按照中文菜单提示，输入指令，仪器即可自动工作。4、具有通讯功能，可配置电脑进行实时监测，动态观察油介损值随油温变化并描绘成图。5、自动显示测量结果，并进行数据打印保存。6、具有过压、过流、短路保护，并具有高压指示，还具有报警提示功能。技术参数体积电阻率测量电压：DC500V±10%体积电阻率范围：2.5×106～2×1013Ω.m精度: 高于±10%电阻测量范围:2M～2TΩ介损测量范围：0.00001～1介损值分辨率：0.00001电容测量范围：10.0pF～200.0pF电容值分辨率：0.01pF空杯电容：60±5pF 介损值测量精度：±（1%读值+0.02%）电容值测量精度：±（1%读值+1pF）工作电源：AC220V±10%，50Hz测控温范围：室温～119.9℃测控温稳定度:±0.5 相对湿度：≤85%介损测量电压：1.5kV、2.0kV、2.5kV（常规使用2.0kV）(正接法) 环境温度：-5℃～50℃外形尺寸：480mm×400mm×420mm重　　量：25.7kg

油介损及体积电阻率测定仪油杯清洗方法、常见故障A1170技术指导产品介绍产品名称：油介损及体积电阻率测定仪产品型号：A1170概 述：油介损及体积电阻率测定仪用于测定在试验温度下呈液态的绝缘材料的介质损耗因数及体积电阻率，包括变压器、电缆及其它电气设备内的绝缘液体。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。适应标准：GB/T5654油杯三种清洗方法测量前，应对油杯进行清洗，这一步骤非常重要。因为绝缘油对极微小的污染都有极为敏感的反应。因此必须严格按照下述方法要点进行。方法一：⑴ 完全拆卸油杯电极；⑵ 用中性擦皂或洗涤剂清洗。磨料颗粒和磨擦动作不应损伤电极表面；⑶ 用清水将电极清洗几次；⑷ 用无水酒精浸泡各零件；⑸ 电极清洗后，要用丝绸类织物将电极各部件的表面擦拭干净，并注意将零件放置在清洁的容器内，不要使其表面受灰尘及潮气的污染；⑹ 将各零部件放入100℃左右的烘箱内，将其烘干。有时由于油样很多，所以在测试中往往会一个接一个油样进行测试。此时电极的清洗可简化。具体做法如下：⑴ 将仪器关闭，将整个油杯都从加热器中拿出，同时将内电极从油杯中取出；⑵ 将油杯中的油倒入废油容器内，用新油样冲洗油杯几次；⑶ 装入新油样；⑷ 用新油样冲洗油杯内电极几次，然后将内电极装入油杯。这种以油洗油的方式可大大提高了测量速度，但如遇到特别脏的油样或长时间不用时，应使用方法一。方法二：⑴ 将电极杯拆开（参见油杯示意图）。⑵ 用化学纯的石油醚和苯彻底清洗油杯的所有部件。⑶ 用丙酮再次清洗油杯，然后用中性洗涤剂漂洗干净。⑷ 用5%的磷酸钠蒸馏水溶液煮沸5分钟，然后，用蒸馏水洗几次。⑸ 用蒸馏水将所有部件清洗几次。⑹ 将部件在温度为105～110℃的烘箱中，烘干60～90分钟。⑺ 各部件洗净后，待温度降至常温时将其组装好。方法三：超声波清洗方法⑴ 拆开油杯。⑵ 用溶剂冲洗所有部件。⑶ 在超声波清洗器中用肥皂水将所有部件振荡20分钟；取出部件，有自来水及蒸馏水清洗；在用蒸馏水振荡20分钟。方法四：溶剂清洗法⑴ 拆开油杯。⑵ 用溶剂冲洗所有部件，更换二次溶剂。⑶ 先用丙酮，再用自来水洗涤所有部件。接着用蒸馏水清洗。⑷ 将部件在温度为105～110℃的烘箱中，烘干60～90分钟。 当试验一组同类没有使用过的液体样品时，只要上次试验过的样品的性能优于待测油的规定值，可使用同一个电极杯而无需中间清洗。如果试验过的前一样品的性能值劣于待测油的规定值，则在做下一个试验之前必须清洗电极杯。常见故障1、屏幕显示“电极杯短路”答：首先查看内电极与外电极的定位槽是否对准，再检查“内电极”安装是否有松动。2、屏幕显示“请进行【空杯校准】”答：空杯电容值不在60±5pF的范围内的时候，需要空杯校准；①油杯的内外电极未放好或内电极未组装好，有放电现象；②油杯不干净，在内外电极之间有杂质需要进行清洗 。3、蜂鸣器响5声后仪器返回到开机界面。答：①检查空杯电容值是否在60±5pF范围之内，②检查油杯是否放 好，有无放电现象。4、在做直流电阻率时，电化60秒时间不变化。答：检查仪器的时钟是否在运转，调整时钟。5、被设电压参数个位显示不为零时，怎么办？答：用【减小】键使被设电压值变为最小，再用【增加】键调整即可。

绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前都要注意什么？绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前请仔细阅读以下内容，否则将造成仪器损坏或电击情况。1. ◇检查仪器后面板电压量程是否置于10V档，电流电阻量程是否置于104档。2. ◇接通电源调零，（注意此时主机不得与屏蔽箱线路连接）在“Rx”两端开路的情况下，调零使电流表的显示为0000。然后关机。3. ◇应在“Rx”两端开路时调零，一般一次调零后在测试过程中不需再调零。 4. ◇测体积电阻时测试按钮拨到Rv边，测表面电阻时测试按钮拨到Rs边，5. ◇将待测试样平铺在不保护电极正中央，然后用保护电极压住样品，再插入被保护电极（不保护电极、保护电极、被保护电极应同轴且确认电极之间无短路）。6. ◇电流电阻量程按钮从低档位逐渐拨，每拨一次停留1-2秒观察显示数字，当被测电阻大于仪器测量量程时，电阻表显示“1”，此时应继续将仪器拨到量程更高的位置。测量仪器有显示值时应停下，在1min的电化时间后测量电阻，当前的数字乘以档次即是被测电阻。7. ◇测试完毕先将量程拨至（104）档，然后将测量电压拨至10V档， 后将测试按钮拨到中央位置后关闭电源。然后进行下一次测试。8. ◇接好测试线，将测试线将主机与屏蔽箱连接好。量程置于104档，打开主机后面板电源开关按钮。从仪器后面板调电压按钮到所要求的测量电压。(比如：GBT 1692-2008 硫化橡胶 绝缘电阻率的测定 标准中注明要求在500V电压进行测定，那么电压就要升到500V)9. ◇禁止将“RX”两端短路，以免微电流放大器受大电流冲击。10. ◇不得在测试过程中不要随意改动测量电压。11. ◇测量时从低次档逐渐拨往高次档。12. ◇接通电源后，手指不能触及高压线的金属部分。13. ◇严禁在试测过程随意改变电压量程及在通电过程中打开主机。14. ◇在测量高阻时，应采用屏蔽盒将被测物体屏蔽。15. ◇不得测试过程中不能触摸微电流测试端。16. ◇严禁电流电阻量程未在104档及电压在10V档，更换试样。技术指标1、电阻测量范围 0.01×104Ω～1×1018Ω2、电流测量范围为 2×10-4A～1×10-16A3、仪器尺寸 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm4、内置测试电压 100V、250V、500V、1000V5、基本准确度 1% (*注)6、内置测试电压 100V、250、500、1000V7、质量 约2.5KG8、供电形式 AC 220V，50HZ，功耗约5W9、双表头显示 3.1/2位LED显示安全注意事项1. 使用前务必详阅此说明书，并遵照指示步骤，依次操作。2. 请勿使用非原厂提供之附件，以免发生危险。3. 进行测试时，本仪器测量端高压输出端上有直流高压输出，严禁人体接触 ，以免触电。4. 为避免测试棒本身绝缘泄漏造成误差，接仪器测量端输入的测试棒应尽可 能悬空，不与外界物体相碰。5. 当被测物绝缘电阻值高，且测量出现指针不稳现象时，可将仪器测量线屏 蔽端夹子接 上。 例如： 对电 缆测缆 芯与 缆壳的 绝缘 时，除 将被 测物两 端分 别接于 输入 端与高压 端， 再将电 缆壳 ，芯之 间的 内层绝 缘物 接仪器 “G”，以消 除因 表面漏 电而 引起的测 量误 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法， 即将 被测物 置于 金属屏 蔽盒 内，接 上测 量线。

关键词：量子相变 锁相放大器 超导超流态 说明：本篇文章使用赛恩科学仪器OE1022锁相放大器测量【概述】 2022年，南京大学王肖沐教授和施毅教授团队在nature communications发表了一篇题为《Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus》文章，报道了黑磷中激子Mott金属-绝缘体转变的光谱学和传输现象。通过光激发来不断调控电子-空穴对的相互作用，并利用傅里叶变换光电流谱学作为探针，测量了在不同温度和电子-空穴对密度参数空间下的电子-空穴态的综合相图。 【样品 & 测试】 文章使用锁相放大器OE1022对材料的传输特性进行测量，研究中使用了带有双栅结构(TG,BG)的BP器件，如图1(a)所示，约10纳米厚的BP薄膜被封装在两片六角形硼氮化物（hBN）薄片之间，为了保持整个结构的平整度，使用了少层石墨烯薄片来形成源极、漏极和顶栅接触，以便在传输特性测量中施加恒定的电位移场。图一 (a)典型双栅BP晶体管的示意图。顶栅电压（VTG）和底栅电压（VBG）被施加用于控制样品（DBP）中的载流子密度和电位移场。(b) 干涉仪设置的示意图，其中M1，M2和BS分别代表可移动镜子，静止镜子和分束器。 在实验中，迈克耳孙干涉仪的光程被固定在零。直流光电流直接通过半导体分析仪（PDA FSpro）读取。光电导则采用标准的低频锁相方案测量，即通过Keithley 6221源施加带有直流偏置的11Hz微弱交流激励电压（1毫伏）至样品，然后通过锁相放大器（SSI OE1022）测量对应流经样品的电流。图二(a)在不同激发功率下，综合光电流随温度的变化。100% P = 160 W/cm² 。(b) 在每个激发功率下归一化到最大值的光电流。(c)从传输特性测量中提取的与温度T相关的电阻率指数为函数的相图，作为T和电子-空穴对密度的函数。(d)不同电子-空穴对密度在过渡边界附近的电阻率与温度的关系 【总结】 该文设计了一种带有双栅结构的BP器件，通过测量器件的傅里叶光电流谱和传输特性，观测到从具有明显激子跃迁的光学绝缘体到具有宽吸收带和粒子数反转的金属电子-空穴等离子体相的转变，并且还观察到在Mott相变边界附近，电阻率随温度呈线性关系的奇特金属行为。文章的结果为研究半导体中的强相关物理提供了理想平台，例如研究超导与激子凝聚之间的交叉现象。【文献】 ✽ Binjie Zheng,Yi Shi & Xiaomu Wang et al. " Quantum criticality of excitonic Mott metal-insulator transitions in black phosphorus." nature communications (2022) 【推荐产品】

德国“维尔茨堡-德累斯顿卓越集群—量子物质复杂性和拓扑结构”(ct.qmat)的科研人员在拓扑绝缘体中制造出了激子，有助于新一代光控电脑芯片和量子技术研究。相关研究已发表在《自然通讯》杂志。 　　科研人员通过短脉冲光作用在单个原子层组成的材料层(铋)，从而产生了激子。激子在拓扑绝缘体中被激活，为拓扑绝缘体研究开辟了全新方向。光与激子的相互作用预示了这种材料能够产生新现象，如量子比特。量子比特是量子芯片的计算单元，使用光而不是电压能够让量子芯片具有更快的时钟速率，为未来量子技术和微电子领域开发新一代光控元件铺平了道路。

近日，全国电磁计量技术委员会在广西壮族自治区南宁市召开了全国电磁计量技术委员会年会暨国家计量技术规范审定会，来自计量、仪器仪表、电力等行业86个单位的代表200人参加了会议。北京市计量检测科学研究院电磁所张磊、谷扬和王跃佟三位同志参加了此次会议。会上，由北京市计量院作为主起草单位编制的《高绝缘电阻测量仪(高阻计)》国家校准规范顺利通过审定。 　　由北京计量院作为主起草单位编制的《高绝缘电阻测量仪(高阻计)》国家校准规范，经过起草组成员一年多的认真筹备，多方听取专家意见，顺利通过了专家审定。专家一致认为，起草组广泛征集了全国各个地区高阻计校准工作中存在的问题，特别是针对不同温湿度条件下进行了大量的实验工作，进行归纳汇总后，制定出适用于全国范围内的高绝缘电阻测量仪(高阻计)校准规范。经过与会专家的充分讨论，对高阻计校准规范的编制工作给予了充分肯定，全票通过审定。 　　电磁所张磊同志作为电磁委员会委员，全程参与了七项计量技术规范审议工作，认真听取规范起草人的报告，对规范报审稿进行了逐条审查，并且提出了宝贵意见。 　　《高绝缘电阻测量仪(高阻计)》修订工作，结合了全国各个地区的实际使用和工作情况，规范了高阻计的校准项目和方法，澄清了原来检定过程中存在的一些模糊问题，使生产者、试验者有统一的规范可依。会议之余，北京市计量院同志和同行进行专业上交流，了解更多行业动态，为北京市计量院电磁计量工作的发展起到良好推动作用。

绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数？ 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器，如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作，将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199，既只为三位数且di一位数为1 时，其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时，不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时，即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源？ 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容，这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值，如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大，测试电压越高时，电容器所储藏的电能越大，更容易损坏仪器，特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏，仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳？ 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流，有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律，所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题，而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好，对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大？ 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流，而仪器有一定内阻，若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高，所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时，读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源？ 这是因为机内的电容器充有很高的电压（zui高电压达1200V以上），这些电容器的所带的电能保持较长的时间，如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源，则会将机内的高压电容器很快放电，不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档，虽然断了电源，但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压，将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击，要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压？ 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压，无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流，这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的（分布）电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低，当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压，在确保被测量物体不会因电压过高击穿时，要先将量程开关拨到104档后关闭电源，再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的，即电压与电流是不符合欧姆定律，有改变电压时由于电流不是线性变化，所以测量的电阻也会变化。

量子霍尔效应是凝聚态物理学中的基本现象。科学家发展了拓扑能带理论来研究此类拓扑物态，发现了量子霍尔系统的能带结构和系统的边界态密切相关即存在体相与边缘的对应，并利用陈数（Chern number）来区分不同的拓扑结构，以陈绝缘体来描述相关拓扑物态。陈绝缘体材料可通过第一性原理计算预测以及实验合成并检测，过去几年出现了系列创新性成果，有望发展出具有实用价值的器件。随着量子系统调控技术的发展，研究利用各种人工可控量子系统来模拟陈绝缘体并揭示其性质。超导量子计算系统具有运行稳定、通用性强的优势，将是模拟陈绝缘体的理想平台。近日，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心，与北京量子信息科学研究院、南开大学、华南理工大学、日本理化学研究所等合作，利用集成有30个量子比特的梯子型量子芯片，实现了具有不同陈数的多种陈绝缘体的模拟，并展示了理论预测的体边对应关系。该团队制备了高质量的具有30比特的量子芯片，在实验中精确控制其量子比特之间的耦合强度，并降低比特间串扰，（图1、2），实现了一维和梯子型比特间耦合的构型。 该团队设计模拟方案，将二维陈绝缘体格点模型的一个维度利用傅里叶变换映射为人工控制相位，从而用一维链状量子比特来实现其模拟（图3）。 基于同样的思想，双层二维陈绝缘体则可以利用两个一维链状平行耦合，形成梯子型比特间耦合的量子芯片实现，而人工维度相位控制还可实现双层陈绝缘体不同的耦合方式。这样便实现了不同陈数的陈绝缘体。该工作通过激发特定量子比特、测量不同本征态能量的方案，直接测量拓扑能带结构（图4）并观测系统拓扑边界态的边界局域的动力学特征，在超导量子模拟平台证实了拓扑能带理论中的体边对应关系（Bulk-edge correspondence）（图5）。此外，利用全部30个量子比特，在超导量子模拟平台上通过模拟双层结构陈绝缘体，实验上首次观察到具有零霍尔电导（零陈数）的特殊拓扑非平庸边缘态（图6）。此外，实验上探测到具有更高陈数的陈绝缘体。该研究通过精确控制超导量子比特系统及读出的技术方案，实现对量子多体系统拓扑物态性质的复现与观测，并表明30比特梯子型耦合超导量子芯片的精确可控性。相关研究成果以Simulating Chern insulators on a superconducting quantum processor为题，发表在《自然-通讯》【Nature Communications 14,5433 (2023)】上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、北京市自然科学基金和中国科学院战略性先导科技专项等的支持。图1. 30比特梯子型量子芯片耦合强度信息。（a）15比特实验中测量到的量子比特间（最近邻和次近邻）的耦合强度信息。（b）30比特实验中测量到的量子比特间（最近邻、次近邻和对角近邻）的耦合强度信息。图2. Z串扰矩阵。Z串扰系数矩阵，每个元素代表着当给横轴比特施加1 arb.units幅度的 Z方波时，纵轴比特感受到的方波幅度，后续将根据该系数矩阵进行Z方波矫正。图3. 30比特梯子型量子芯片以及映射AAH模型的实验波形序列。（a）超导量子处理器示意图，其中30个量子比特构成了梯子型结构。（b）通过在y轴进行傅里叶变换，将二维霍夫施塔特（Hofstadter）模型映射为一系列一维不同配置的 Aubry-André-Harper (AAH) 模型的集合。（c）通过改变合成维度准动量Φ用以合成一系列AAH模型的量子比特频率排布，其中b=1/3。（d、e）用以测量动力学能谱（d）和单粒子量子行走（e）的波形序列。图4. 动力学光谱法测量具有合成维度的二维陈绝缘体的能谱。（a）对应于Q8的随时间演化的数据，其中b=1/3，Δ/2π=12MHz，Φ=2π/3。（b）利用15个量子比特响应函数得到的傅里叶变换振幅的平方。（c）沿着比特维度将傅里叶变换振幅的平方求和。（b）利用15个量子比特参数数值计算求解的二维陈绝缘体的能带结构，其中，b=1/3，Δ/2π=12MHz。（e、f）对于不同的Φ，实验（e）和数值模拟（f）得到的能谱对比。图5. 拓扑边界态的动力学特征以及拓扑电荷泵浦。（a1-3）分别激发Q1（a1）、Q8（a2）、Q15（a3）测量到的激发态概率的时间演化，其中，b=1/3，Δ/2π=12 MHz，Φ=2π/3。（b1-3）分别利用Q1（b1）、Q8（b2）、Q15（b3）作为目标比特测量得到的能谱部分信息。（c1-c3）激发中间比特Q8，测量得到的对应于向前泵浦（c1），不泵浦（c2）和向后泵浦（c3）的激发态概率演化，其中，Δ/2π=36MHz，初始Φ0= 5π/3。（d）根据图（c1-c3）计算得到的质心随着泵浦周期T的变化。图6. 利用全部30个量子比特模拟双层陈绝缘体。（a、b）实验测量的对应于相同Δ↑(↓)/2π=12 MHz（a）和相反 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（b）周期性调制的两条AAH一维链的构成的双层陈绝缘体的能谱，黑色虚线为对应的理论预测值，其中，b=1/3。霍尔电导定义为对所有被占据能带的陈数Cn的求和：σ= ∑nCn ，其中定义e2/h=1。（c、d）选择Q1,↑和Q1,↓为目标比特测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=12 MHz（c）和相反Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz。（d）周期性调制系统的能谱的部分信息。（e-g）当激发边界比特（Q1,↑ 或 Q1,↓），测量到的对应于Δ↑(↓)/2π=0 MHz（e），Δ↑(↓)/2π=12 MHz（f）和 Δ↑/2π=-Δ↓/2π=12 MHz（g）的占据概率时间演化。

近日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心田明亮课题组利用磁输运方法，在本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中发现体态轨道磁矩产生的四重对称性的平面霍尔效应。相关研究成果发表在Nano Letters上 。　　当前，拓扑量子材料由于其独特的性能，在未来低功耗量子自旋器件中颇具应用价值，是相关领域的研究热点。在拓扑材料中，贝里曲率和轨道磁矩是两个基本的赝矢量，对材料物性产生重要影响。轨道磁矩在谷电子学和手性磁效应中具有重要作用，而相比贝里曲率研究，关于轨道磁矩相关新奇物性的研究较少。近年来，本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4受到广泛关注。这个体系具有丰富的物性，如量子反常霍尔效应、拓扑轴子态等，并为探讨轨道磁矩和贝里曲率对量子输运现象的影响提供了良好的平台。　　科研人员利用微纳加工技术，制备出基于MnBi2Te4纳米片的Hall-bar器件，通过平面霍尔效应的测量，探究了贝里曲率和轨道磁矩对输运现象的影响。实验发现，在低温下弱磁场（B 7T）下，平面霍尔效应表现出二重对称性且电阻各项异性大于零。分析显示，这种π周期的平面霍尔效应可归因于无能隙的拓扑表面态。而当体系进入极化铁磁态时（B 10T），平面霍尔效应的周期从π转变成π/2，同时幅值由正变为负。为了阐明π/2周期的物理机制，研究人员进行理论计算。计算结果表明，π/2周期的平面霍尔效应来源于体态Dirac电子的拓扑轨道磁矩，且理论结果与实验结果完全吻合。进一步实验发现，随着温度升高，由于体态和表面态的竞争，平面霍尔效应发生非平庸演化。该研究揭示了轨道磁矩诱导的新颖电磁效应，也为磁性拓扑材料在低功耗自旋电子学中的应用提供了指引。　　研究工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、强磁场安徽省实验室等的支持。　　论文链接

具有特功能特性的材料可以替代大型复杂电路，大地提高电子设备的可扩展性和能效。例如，使用电压应用诱导电阻开关的材料，可以在仅由几个元件组成的电路中模拟突触可塑性和不同的神经元峰行为。相比之下，传统互补金属氧化物半导体（CMOS）则需要数十个晶体管来实现类似的功能。深入了解此类先进电子材料的物理特性及其对外部刺激的响应对于后续设计应用程序至关重要。迄今为止已有许多研究探索了基于离子电迁移的非易失性开关的特性，这在存储器中具有广阔的应用前景。 近期，人们对一种不同类型的电阻开关产生了大的兴趣。该类型的电阻开关是由金属-缘体转变的电触发变化而产生的易失性开关，即改变材料电荷传输特性的本征相变（例如，莫特或佩尔斯转变）。这种易失性切换是通过向金属-缘体转变材料施加并保持电刺激而诱发的，并且在关闭刺激后，这种开关自动重置回初始状态（因此称为“易失性”）。基于金属-缘体转变的开关通常伴随着电阻率和光学特性的巨大变化，这使得其在射频电子学、光电学和受生物启发的人工神经元中的应用具有吸引力。 近期，加利福尼亚大学圣地亚哥分校物理科学与先进科学中心的Pavel Salev，Ivan K. Schuller等利用无液氦低温磁光克尔效应系统-CryoMOKE研究了基于La0.7Sr0.3MnO3（LSMO）薄膜器件中金属-缘体转变电触发的易失性电阻开关，从金属到缘体，发生在一个相应的特征空间模式中，形成一个垂直于驱动电流的缘势垒。这种势垒的形成导致电流-电压特性中出现不寻常的N型负微分电阻。作者进一步证明电诱导横向势垒能够实现电压控制磁性的特方法。通过触发磁性材料中的金属-缘体电阻开关，使用施加到整个设备的全局电压偏置实现铁磁性的局部开/关控制。该成果以《Transverse barrier formation by electrical triggering of a metal-to-insulator transition》为题发表在Nature Communications. 图1 金属-缘体电阻开关的磁光成像 a.磁光测量示意图，在器件区域的每个xy点处获得MOKE磁滞回线。沿器件长度方向在平面内施加磁场。在整个测量时间内，电压偏置保持不中断。b. 同时记录I–V曲线（中心）和MOKE xy成像图（侧面）。图中的亮区对应于铁磁LSMO。总视场为90×140μm2。在MOKE成像图中，电流沿着水平方向。随着I–V穿过负微分电阻，在器件中心出现横向缘顺磁势垒，并随着外加电压的增加而不断扩展。I–V图中的插图显示了势垒尺寸d，作为施加电压的函数，V。c. 在24 V下的MOKE成像图和对应于记录的三个器件区域（使用罗马数字标记）的局部磁滞回线。当器件两侧（区域I和III）显示铁磁响应时，中心（区域II）的MOKE信号为零。所有测量均在100 K下进行。 为解释金属-缘体电阻开关的潜在微观机制，该工作的研究者利用金属-缘体转变与磁跃迁同时发生的事实，对LSMO器件进行了操作成像。使用扫描磁光克尔效应（MOKE）显微镜（图1a），绘制了施加电压偏置时铁磁区域的空间分布图。测量过程使用5 μm大小的激光束记录设备区域上每个点的MOKE磁滞回线，通过绘制MOKE回线量（即大克尔旋转角）的xy图来表示数据。在传统的MOKE图像中，对比度来源于不同磁化方向的区域。在这篇工作中，亮区对应于铁磁性区域，而暗区表示没有铁磁性。 该研究发现金属-缘转换是通过在垂直于电流的方向上形成横跨整个器件宽度的缘势垒来实现的。图1b显示了不同电压下的MOKE图和相应的I–V曲线。该器件在15 V以下仍保持均匀的铁磁（金属）状态，但施加更高的电压会导致LSMO转变为性质不同的状态。在16 V时，I–V曲线显示出一个小的跳跃，同时在器件中心附近出现一个~5 μm宽的无磁性畴。磁畴横跨整个器件宽度，其尺寸随着外加电压的增加而增大，直到电压升至48 V时覆盖整个器件（图1b中I–V图中的插图）。 值得注意的是，本工作中低温下的磁光克尔测试使用了DMO和Montana公司联合研发的低温磁光克尔效应系统- CryoMOKE，该设备可以实现在4~350K范围的高灵敏度磁滞回线及磁畴成像测试，Montana提供了超低振动的无液氦低温恒温器，该恒温器可以连接多种电学测试，可以在测量磁光克尔的同时在样品上施加电流/电压。 图2 DMO和Montana公司联合研发的CryoMOKENanoMOKE3主要技术特点：☛ 温度范围：4~350K☛ 振动：小于5nm☛ 纵向/向磁光克尔☛ 纵向磁场：＞0.4T，向磁场＞0.3T☛ 高灵敏度磁滞回线测试及磁畴成像 CryoMOKE国内客户： 南方科技大学中国科学院化学研究所 参考文献：[1] Pavel S, Ivan K. S,et al. Transverse barrier formation by electrical triggering of a metal-to-insulator transition. Nat. Commun.12,5499(2021)

——量子化输运手性界面通道的建立在两个具有不同陈数的量子反常霍尔（QAH）绝缘体的边界处可以产生一维手性界面通道，这样的QAH异质结可以在零磁场下用作手性边缘电流分配器，这些通道可以对边界电流无耗散传输，但是要真正实现这个目标仍然面临诸多挑战。鉴于此，来自宾夕法尼亚州立大学物理系的常翠祖研究组与来自华盛顿大学的徐晓栋研究组通过采用原位机械掩模，使用分子束外延技术合成了QAH绝缘体一维异质结，并观察到在零磁场下磁畴壁处出现了量子化输运性质，证实了在零磁场下沿着磁畴壁出现两个平行传播的手性界面通道。对于陈数为1和2的异质结，通过定量化输运性质的测量表明，在界面处出现了单个手性界面通道。研究结果以“Creation of chiral interface channels for quantized transport in magnetic topological insulator multilayer heterostructures”为题发表在Nature Communication上。该工作为实现更高效、更稳定的电子传输和信息处理提供了新思路，为基于QAH绝缘体的电子和自旋电子器件以及拓扑手性网络的发展奠定了基础。不同陈数异质结示意图，以及RMCD和电学输运测量结果该项工作中在2.5开尔文的低温环境下对样品进行了高质量的微区RMCD测量，该测量是在超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCool中实现的。OptiCool是Quantum Design公司为高质量的低温光学测量研发的超稳定强磁场低温系统。系统采用全干式设计，无需液氦，全自动软件控制可实现一键变温、一键变场，具有大磁场均匀区、超低振动、大数值孔径、温度稳定性高等诸多优点，已成为高精度低温光学测量的重要设备。目前全球已有数十套OptiCool系统工作在国内外的先进实验室中，并帮助用户取得了高质量的科研成果。低温光学相关产品介绍超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCoolOptiCool是Quantum Design于2018年2月推出的超精准全开放强磁场低温光学研究平台。该平台拥有3.8英寸超大样品腔、8个光学窗口（7个侧面窗口、1个顶部超大窗口）以及高达±7T的磁场。高度集成式的设计让样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。为满足不同条件下的低温强磁场研究，近期OptiCool又增加了诸多新选件，进一步丰富了OptiCool的功能，可以方便的应用于高压光谱和各种波长的光谱研究。超精准全开放强磁场低温光学研究平台-OptiCoolOptiCool技术特点：&blacksquare 全干式系统：完全无液氦系统，脉管制冷机。&blacksquare 8个光学窗口：7个侧面窗口，1个顶部窗口&blacksquare 超大磁场：±7T&blacksquare 超低震动：10 nm 峰-峰值&blacksquare 超大空间：Φ89 mm×84 mm&blacksquare 精准控温：1.7K~350K全温区精准控温&blacksquare 新型磁体：同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求&blacksquare 近工作距离选件：可选3 mm工作距离窗口，增透膜可选New&blacksquare ZnSe窗口可用于中红外研究New&blacksquare 气路选件：系统可以集成气路，便于使用气膜高压腔进行高压光学测量New&blacksquare 集成物镜：集成真空物镜、低温物镜、用户自定义物镜New&blacksquare 控制柜电隔离：为确保微弱信号样品的电学测量，避免信号微扰的可能性New&blacksquare 样品移动：可集成低温位移器New&blacksquare 光纤选件：系统可集成光纤通道New&blacksquare 底部窗口选件：可实现样品腔底部窗口，方面进行纵向的透射光学实验New超精细多功能无液氦低温光学系统Montana Instruments推出的新一代超精细多功能无液氦低温光学系统——CryoAdvance，是基于新的模块化设计架构的新一代标准化产品。该系统采用特殊减振技术和温度稳定技术，在不牺牲任何便捷性的同时，为实验提供超高温度稳定性和超低振动环境。CryoAdvance系列产品具有多种型号、配置、选件与配件可选，能够满足每个研究人员的独特需求。Montana超精细多功能无液氦低温光学系统CryoAdvance技术特点：&blacksquare 自动控制：智能触摸屏系统，“一键式操作”，实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。&blacksquare 模块化设计：多种配置可选，快速满足各种实验需求，后续升级简单。&blacksquare 多通道设计：基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。&blacksquare 稳定性设计：新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。&blacksquare 最低温度：3.2K&blacksquare 震动稳定性：5 nm（峰-峰值）&blacksquare 降温时间： 300K-4.2K~2小时&blacksquare 样品腔空间：Φ53 mm ×100 mm&blacksquare 光学窗口：5个光学窗口，可选光纤引入mk级低温光学系统-S Type Optical德国kiutra公司生产的绝热去磁低温设备以全干式闭环制冷机为基础，通过绝热去磁制冷技术轻松获得低于1K的极低温。kiutra绝热去磁低温设备可以实现100 mK的单程冷却和300 mK的不间断持续制冷。mK级低温光学系统是为光学实验设计的紧凑型绝热去磁制冷系统，该系统在有限的体积下实现了1K温度、自动控制、光学引入三方面的组合，适用于需要简单快速对样品进行操作的各种低温实验和应用。S-type 光学型超稳定极低温系统S Type Optical技术特点：&blacksquare 连续模式下的温度范围：300mK-300K&blacksquare 超低振动：＜100nm（峰峰值）&blacksquare 全干式制冷，无需液氦，无需He3气体&blacksquare 磁场选件：样品区域磁场3T&blacksquare 光学孔径：＞20 mm 【参考文献】[1]. Zhao, YF., Zhang. et al. Creation of chiral interface channels for quantized transport in magnetic topological insulator multilayer heterostructures. Nat Commun 14, 770 (2023).

润滑油作为机械设备的润滑剂，其电气性能对设备的正常运行至关重要。击穿电压作为评价润滑油电气性能的重要指标之一，能够帮助工程师判断润滑油的电气性能是否达到设备要求。下面我们就来具体了解一下击穿电压在润滑油行业中的应用。1. 润滑油电气性能的表征润滑油的电气性能主要包括介电常数、介质损耗因数、电阻率等参数。其中，介电常数反映了润滑油在电场作用下的极化能力，介质损耗因数反映了电流通过润滑油时所消耗的能量，电阻率则反映了润滑油的导电性能。而击穿电压则可以进一步评价润滑油的电气绝缘性能，即当电压达到某一数值时，润滑油内部将产生放电现象，导致电流突然增加，这一电压值就是击穿电压。2. 击穿电压在润滑油选择中的应用在选择润滑油时，需要根据设备的运行工况和润滑油厂商提供的产品手册来选择合适的润滑油牌号在。产品手册中，通常会提供不同牌号润滑油的介电常数、介质损耗因数、电阻率和击穿电压等电气性能参数。在选择润滑油时，需要综合考虑这些参数，尤其是击穿电压，以确保设备在正常运转时，润滑油的电气性能能够满足设备要求。3. 击穿电压在润滑油品质控制中的应用在润滑油的生产过程中，由于原材料、生产工艺等因素的影响，润滑油的电气性能会发生一定的变化。为了确保生产出的润滑油符合产品要求，需要对润滑油的电气性能进行检测和监控。其中，击穿电压作为一项重要的检测指标之一，可以用于评估润滑油品质的稳定性。通过定期检测润滑油的击穿电压，可以对生产工艺和原材料进行及时调整，以确保生产的润滑油具有良好的电气性能。

我国半导体/绝缘高分子复合材料研究取得重大突破　　日前，中科院长春应用化学研究所杨小牛研究员课题组在半导体/绝缘体高分子复合材料研究取得重大突破，其研究结果被国际著名期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)以“封面论文”的形式给予重点报道。　　在传统观念中，绝缘体会阻碍电荷传输，因此一般来讲，在半导体/绝缘体复合材料中，绝缘相往往扮演着降低材料电学性能的角色。然而近年来研究人员发现，在特定外场条件下，复合材料二维表面处的载流子迁移率并不差。杨小牛课题组首次在体相半导体/绝缘高分子复合材料中发现并确认了绝缘基质增强的半导体电荷传输现象，随后将这一规律推广到无特定外场条件下的三维体系，并用更具普适性的物理量—电导率来论证了这一点。　　通过控制聚噻吩/绝缘聚合物共混物制备过程中结晶和相分离的竞争关系，可抑制大尺度的两相分离，由此得到均匀的半导体/绝缘体复合材料。这种材料表现出绝缘基质增强的半导体电荷传输现象。研究人员认为，载流子以极化子形式在复合材料中进行传导。由于绝缘基质极化率较低，极化子在半导体/绝缘体界面处传输时受到周围极化环境的影响较小，有助于降低界面处的电荷传输活化能，由此提高了两相界面处的载流子迁移率。从此意义上讲，对于两相共混体系，增强的体相电荷传输性质需要满足下列3个条件：首先，鉴于电荷主要在共混两相界面传输，绝缘聚合物的介电常数必须足够低才可能降低电荷传输活化能，从而有效提高半导体相的载流子迁移率 其次，半导体/绝缘体两相相分离尺度需要足够小，才能大幅提高两相接触界面 第三，要求半导体相要有较好的连续性，有利于减小电荷传输的阻力。　　在半导体聚合物中通过共混引入通用绝缘聚合物，不仅可以提高其电学性能，而且可降低基于塑料的柔性电子器件的成本，提高其柔韧性和环境稳定性。

电荷化理论能够描述中性玻色子系统的布洛赫能带，它预言二维量子化的四缘体具有带隙、拓扑的一维边缘模式。苏黎世邦理工大学的Sebastian Huber教授课题组巧妙地利用一种机械超材料结构来模拟二维的拓扑缘体，次在实验上观测到了声子四拓扑缘体。这一具有重要意义的结果时间被刊登在nature上。研究人员通过测试一种机械超材料的体、边缘和拐角的物理属性，发现了理论预言的带隙边缘和隙内拐角态。这为实验实现高维度的拓扑超材料奠定了重要基石。 图1：实验装置示意图（图片来源：doi:10.1038/nature25156） 值得指出的是，Sebastian Huber教授利用细金属丝将100片硅片组成一个10cmX10cm的平面，以此来模式二维拓扑缘体（如图1所示）。关键点是，当硅晶片被超声激励时，只有中心点有振动；其他角尽管连接在一起仍然保持静止。这种行为类似于二维拓扑缘体的带隙边缘和隙内拐角态的电子行为。而如何探测硅晶片的微小振动是整个实验成功的关键，Sebastian Huber教授利用德国attocube system AG公司的IDS3010皮米精度激光干涉仪（如图2所示）来测量硅晶片不同位置的微小振动变化，整个测量系统的不确定度达到5pm的精度，测量统计误差达到10pm，后在通过超声激励后测得硅晶片的中心位置的振动位移为11.2pm，通过傅里叶变换之后在73.6KHz（如图3所示）。通过attocube皮米精度激光干涉仪IDS3010成功实现声子四拓扑缘体的次观测。 图2：皮米精度位移测量激光干涉仪IDS3010 图3：测量系统示意图和经过傅里叶频率变换的测量结果（图片来源：doi:10.1038/nature25156）IDS3010皮米精度位移测量激光干涉仪体积小、测量精度高，分辨率高达1 pm，适合集成到工业应用与同步辐射应用中，包括闭环位移反馈系统搭建、振动测量、轴承误差测量等。同时也得到了国内外众多低温、超导、真空等领域科研用户的认可和肯定。

聚合物是一类重要的电工绝缘材料，然而聚合物材料的导热性普遍性较差，提升聚合物的导热性往往以牺牲绝缘性能为代价。“绝缘和导热的矛盾”是制约聚合物材料在尖端电气电子装备应用的瓶颈之一。3月2日，《自然》刊发上海交通大学化学化工学院教授黄兴溢团队与合作者的最新研究成果。研究人员通过等规链段层状排列构建阵列化纳米区域，并在阵列化纳米区域中引入亲电陷阱基团，在大幅提升柔性聚合物电介质薄膜导热性能的基础上使电阻率提升了一个数量级，解决了聚合物材料导热和绝缘的矛盾。这种聚合物电介质薄膜性能稳定，且具有良好击穿自愈性，因此在电磁能装备、新能源汽车、电力电子等领域将有广阔应用前景。导热和绝缘矛盾聚合物电介质薄膜电容器具有极高的能量转换速率，在电磁能装备、电力电子以及新能源装备等领域的作用至关重要。随着装备、器件往紧凑化、轻量化、工作环境极端化方向发展，对聚合物电介质薄膜储能密度及耐高温性能的要求越来越高。电荷存储密度和电场强度的平方成正比。因此，电介质薄膜承受电场的能力增强，电荷存储密度就会快速增加。然而，聚合物薄膜在高电场下以电子电导为主，不再符合欧姆定律，电导电流随电场强度增加呈指数增大，会产生大量的热。传统聚合物电介质的导热系数普遍较低，且散热效率也很低，这会造成介质温度快速升高，进而引起电导指数增加、耐电强度急速降低等连锁反应，造成器件、装备失效等严重问题。尽管可以通过引入纳米添加等方式增加聚合物电介质的导热系数，但这往往以牺牲耐电强度为代价，更重要的是，纳米添加给薄膜制造工艺也带来极大挑战。因此，开发耐高温、本征高导热的聚合物电介质薄膜是最好选择。设计双链结构共聚物为解决此类问题，黄兴溢团队设计出一种双链结构共聚物（PSBNP-co-PTN）。该共聚物通过π-π堆叠作用自组装成高度有序阵列。通过偏振拉曼光谱测试发现，共聚物薄膜的偏振信号在平面上呈各向同性，在断裂面上呈各向异性。“这表明有序阵列平行于表面，因此，电介质薄膜在垂直平面方向表现出高导热系数。”黄兴溢说。研究团队通过密度泛函理论分析和热刺激电流实验发现，这种共聚物的链结构段间，存在深度为1.51 eV的电荷陷阱，且随着外电场强度增加，电荷陷阱深度进一步增大。在PSBNP有序阵列中引入一定量的PTNI分子，共聚物能表现出最优的电气绝缘性和最高的电击穿强度。电极化储能测试表明，其最大放电能量密度远优于现有的聚合物及其复合电介质薄膜。突破电子装备发展瓶颈普通聚合物和聚醚酰亚胺（PEI，已知最好的商品耐高温聚合物电介质薄膜）连续充-放电循环过程中的发热现象，在这种高导热的共聚物电介质薄膜中并未出现，研究人员甚至未观察到局部热积聚现象。实验证明，这种共聚物电介质薄膜连续充-放电循环寿命是PEI薄膜的6倍。值得一提的是，该薄膜的碳含量相对较低，这赋予了其优异的自愈性，电镜图像清晰显示了电击穿区域四周的铝金属电极被蒸发除去，碳化通道孤立于金属电极，使击穿后的金属化聚合物薄膜整体仍保持高绝缘性。自愈后的储能性没有出现明显劣化，仍能进行连续充-放电循环。“这种共聚物电介质薄膜厚度方向的本征导热系数为1.96 ± 0.06 W/(mK)，是目前报道的绝缘聚合物本征导热系数的最高值。”该论文共同第一作者、助理研究员陈杰介绍说，“共聚物电介质薄膜在50000次充-放电循环后储能性依然稳定，且具有良好击穿自愈性。”“这一研究是电气工程、化学、材料、工程热物理等多学科的深度交叉融合。”黄兴溢介绍说，上海交通大学江平开教授、朱新远教授、于春阳副研究员、钱小石教授、鲍华教授，以及西安交通大学李盛涛教授和西南交通大学吴广宁教授都参与了本项研究。目前，相关技术已获发明专利授权，相关产品将在电磁能装备、新能源汽车、电力电子等领域得到广泛应用。

据美国物理学家组织网2月7日报道，英国剑桥大学工程系的安德鲁弗洛维特领导的研究团队，研制出一种介电常数更高的新式氧化铪，有望用于制造下一代更微型的电子设备、光电设备以及更高效的太阳能电池等。目前，氧化铪已成为电子工业领域的关键材料。　　氧化铪等金属氧化物的应用范围非常广泛。正常情况下，它们一般通过喷溅在基座上制造而成。然而，当科学家们试图通过喷溅制造高质量的电子材料时，却碰到了一个问题，即很难精确控制沉积过程的能量情况以及材料的属性。为此，弗洛维特团队使用了英国等离子探索有限公司研发的新奇沉积技术——利用高靶溅射(HiTUS)来促进等离子溅射。　　氧化铪是一种电绝缘体，能被用于制造光学涂层、电容器以及晶体管等。因为氧化铪的介电常数(电位移与产生电位移的电场密度之间的比率)比较高，而材料的介电常数越高，其存储电荷的能力越强，也就是说电容越大，有些公司目前正用氧化铪替代晶体管中的二氧化硅。　　氧化铪可以不同的非晶体结构和多晶体结构的形式出现。但非晶体结构缺少多结晶结构内存在的晶界(一个多晶体内材料内，两个晶体相遇的点就是晶界)，因此比多晶体结构更好。晶界就像导电通路，不仅会让电阻率变小，也会导致设备大面积出现导电能力不均的情况，这会导致设备的性能变得不均匀。然而，迄今为止，非晶体氧化铪的介电常数一直比较低，仅为20左右，而弗洛维特团队研制出的新式氧化铪的介电常数则高于30。　　弗洛维特表示，与其他形式相比，非结晶电介质(包括氧化铪)的性质更加均匀，而且，没有晶界也使材料的电阻率更高、光子散射更低。　　研究人员在室温下，利用快速沉积过程制造出了新材料，这使其尤其适合用来制造有机电子器件、大容量的半导体等。没有晶界也使该材料成为制造光学涂层和高效太阳能设备的理想材料。

电阻标准是电学计量的基石之一。为了适应国际单位制量子化变革和量值传递扁平化趋势，推动我国构建电子信息产业先进测量体系，补充国家量子化标准，开展电学计量体系中电阻的轻量级量子化复现与溯源关键技术研究至关重要。与传统砷化镓基二维电子气（2DEG）相比，石墨烯中的2DEG在相同磁场下量子霍尔效应低指数朗道能级间隔更宽，以其制作的量子霍尔电阻可以在更小磁场、更高温度和更大电流下工作，易于计量装备小型化。此外，量子电阻标准的性能通常与石墨烯的材料质量、衬底种类和掺杂工艺相关。如何通过克服绝缘衬底表面石墨烯成核密度与生长调控的瓶颈，获得高质量石墨烯单晶，并以此为基础，优化器件结构和工艺，开发出工作稳定且具有高比对精度的量子电阻标准芯片至关重要。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所报道了采用在绝缘衬底表面气相催化辅助生长石墨烯，成功制备高计量准确度的量子霍尔电阻标准芯片的研究工作。相关研究成果以“Gaseous Catalyst Assisted Growth of Graphene on Silicon Carbide for Quantum Hall Resistance Standard Device）”为题，发表于期刊《Advanced Materials Technologies》上。研究人员首先采用氢气退火处理得到具有表面台阶高度约为0.5nm的碳化硅衬底，然后以硅烷为气体催化剂，乙炔作为碳源，在1300°C条件下，生长出高质量单层石墨烯。该温度条件下衬底表面台阶依然可以保持在0.5nm以下。采用这种方法制备的石墨烯可以制成量子电阻标准器件，研究团队直接将该量子电阻标准器件集成于桌面式量子电阻标准器，在温度为4.5K、磁场大于4.5T时，量子电阻标准比对准确度达到 1.15×10-8，长期复现性达到3.6×10-9。该工作提出了适用于电学计量的石墨烯基工程化、实用化的轻量级量子电阻标准实现方案，通过基于其量值的传递方法，可以满足不同应用场景下的电阻量值准确溯源的需求，补充国家计量基准向各个行业计量系统的量传链路。中科院上海微系统与信息技术研究所是该研究工作第一完成单位，陈令修、王慧山和孔自强为共同第一作者，通讯作者为上海微系统所的王浩敏研究员和中国计量科学研究院的鲁云峰研究员。该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金项目、中科院先导B类计划和上海市科委基金的资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/admt.202201127

p　　strongMaster Bond(硕士邦德)有限公司开发了一款span style="color: rgb(255, 0, 0) "双组份、无溶剂、高韧性/span的环氧树脂体系，命名为Supreme 62-1。它可在span style="color: rgb(255, 0, 0) "-60span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "℉/span至+450span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "℉/span(-51℃至+232℃)/span的温度范围内使用。最值得注意的是，即使在高温下，Supreme 62-1也具有对多种span style="color: rgb(255, 0, 0) "酸、碱、燃料和溶剂的化学抗性/span。它可被用作span style="color: rgb(255, 0, 0) "航空、电子、光学和特种OEM应用领域的粘合剂/密封胶/span。/strong/pp　　span style="color: rgb(31, 73, 125) "i“Master Bond Supreme 62-1具有strongspan style="color: rgb(31, 73, 125) "出众的韧性，使其适于粘合不同热膨胀系数的基材，及使其耐受重复热循环/span/strong”，高级产品工程师Rohit Ramnath谈到。“这种配方还表现出strong8000-9000psi的抗拉强度及450000-500000psi的拉伸模量/strong。基于其同时具有的strong耐热性及高机械强度外结构/strong，我们在需要结构胶合不同基材的许多应用领域均推荐使用Supreme 62-1。”/i/span/pp　　Supreme 62-1易于使用，在混合100g批量时具有优越的、超过span style="color: rgb(255, 0, 0) "12小时/span的长适用期。代表性固化时间从span style="color: rgb(255, 0, 0) "140-158span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "℉/span(60-70℃)时的4到6小时、176-212span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "℉/span(80-100℃)时的20到40分钟至257span style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "℉/span(125℃)时的10到20分钟/span均可供选择。这一化合物具有span style="color: rgb(255, 0, 0) "5-10%的伸长率和75-85的邵氏硬度/span。固化后环氧树脂的体积电阻率超过span style="color: rgb(255, 0, 0) "1014ohmspan style="color: rgb(255, 0, 0) font-family: 宋体,SimSun "· /spancm/span。Supreme 62-1可以半品脱、1品脱、1夸脱、1加仑和5加仑的桶装规格购买。预混、冷冻注射器以及枪包这类特种包装形式可用于简化粘合剂处理、减少损耗及提高生产速率。/pp style="text-align: center "img title="1-1.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/b3e0b7b0-96ee-4311-93b3-414da7bfba2a.jpg"//pp style="text-align: center "Master Bond抗热循环粘合剂/pp　　Master Bond Supreme 62-1是一种双组份、抗高温的环氧化合物，可耐受多次热循环与振动。它提供可靠的电绝缘性，以及对包括溶剂、酸和碱在内的各种化学物质的防护。它在混合后适用期长，并有便捷的固化时间以供选择。/pp　　查看更多关于Master Bond耐热循环粘合剂的讯息请联系技术支持的电话：span style="color: rgb(0, 176, 240) "+1-201-343-8983/span，传真：span style="color: rgb(0, 176, 240) "+1-201-343-2132/span和邮箱：span style="color: rgb(0, 176, 240) "technical@masterbond.com/span/p

高压局部放电局部放电是电力设备绝缘在足够强的电场作用下局部范围内发生的放电，每一次局部放电对绝缘介质都会产生一些影响，使绝缘强度下降，造成高压电力设备绝缘损坏，甚至会造成人安全隐患。目前，预防性维护人员已经开始使用声学成像技术定位局部放电，甚至能在设备过热之前就发现设备特有的声音特征。与FLIR红外热像仪配合使用，像FLIR Si124之类的声学成像仪是必不可少的设备，可以有效地发现局部放电，避免出现设备故障、代价高昂的损坏和意外停机等问题。局部放电的过程与危害根据IEC 60270的正式描述，局部放电指“只是局部地桥接导线间绝缘体的局部放电现象，可能发生在导线附近，也可能发生在其他地方。通常，局部放电是局部电应力在绝缘体或绝缘体表面集中的结果，一般表现为持续时间远远小于1毫秒的脉冲。电流总是趁人不注意时试图逃逸、跳离导线、徒劳地尝试桥接附近的电极。在寻找逃逸路线时，它首先会从老化的绝缘体上的裂缝开始。如果是架空电线，则是从因多年积污的电线表面开始。也许是在高压电缆的纸绕组上戳一个小孔，也可能隐藏在老化的液体电介质中形成的气泡附近。在电压正弦波的每个波峰和波谷，它都会持续不断地尝试（局部放电）。电流就这样日复一日地试图穿越到相邻的导线上，肉眼却无法看到这类局部放电。受持续性高压应力影响，附近的绝缘材料会在某个时刻失效，丧失对电流的约束。最终，电流会分流进入另一导线。这种情况发生时，导线会完全失效。这会对线路上连接的电气设备、开关设备、机械或设施造成了极大的破坏，代价高昂。局部放电有可能损坏工厂设备或灼伤敏感的电子设备。严重时，局部放电可能导致社区停电数小时，闲置设备，浪费宝贵的生产力。声学成像仪是预防性维护的必要工具局部放电检测是状态监测(CBM)或预防性维护(PdM)计划切实发挥作用的必要条件。越早发现，局部放电对绝缘体的损坏就越少，设备故障和后续停机风险也就越低。追踪局部放电问题有着简单的经济动机：发现问题，安排停机，然后在局部放电现场修复和更换绝缘体及电气接头，其成本和破坏性要低得多。为了准确定位局部放电，电气承包商、检查人员和专业维护人员可以使用多种诊断技术。绝缘测试仪提供了绝缘体的有效性或电阻的数值读数。FLIR红外热像仪可以定位并识别电气设备产生的阻热，通过逐像素的温度读数在可视图像中精确定位问题所在。还可以将热成像技术与声学成像技术结合起来，确定局部放电的严重程度。温度升高和声学特征可以表明绝缘设备的完整性遭到破坏。FLIR Si124满足声像仪的所有需求作为整个诊断生态系统的一部分，FLIR在红外热像诊断方案以外，还推出了声学成像解决方案。FLIR Si124工业声学成像仪是一款基于声学原理的解决方案，它可以定位和分析工业故障、老化以及缺陷如局部放电等。研究发现，在元件发热到能被红外热像仪检测到之前，局部放电会导致声音异常。这就为我们额外提供了一层提示，帮助我们提前检测到潜在的故障。虽然我们经常能在电线附近听到嗡嗡声，但人耳通常是听不到局部放电的，因此局部放电人耳很难定位，尤其是在过于嘈杂的工作场所。借助手持式声学成像仪（FLIR Si124），用户可以扫描一整个区域，在被检组件的声像图上看到局部放电产生超声波的位置，即使人耳听不到、背景噪声很大也没关系。虽然在声学成像方面，电工有许多工具可选，但从便携性到精度，需要考虑多种因素。首先，虽然大多数声学成像工具都很轻便，但要选择便于换场作业的款式。选择一台简单易用、单手可握、携带方便，符合人体工学设计且便于瞄准的手持式成像仪。很显然，FLIR Si124工业声波成像仪很好地满足了以上所有要求！麦克风更多，检测速度快10倍科技领域有一条通用法则：越多越好。从这个意义上讲，声学成像仪中增加麦克风的数量对形成细节丰富的声学图像至关重要。同样在科技领域，对于麦克风本身而言，（体积）大不一定好，因此使用MEMS（微机电系统）类型的麦克风。这类麦克风的性能达到了良好的平衡，能在不同环境下稳定地工作，功耗低，支持小体积电池，续航时间长。另外，体积小意味着更容易把它们紧凑地布置在手持工具上。更多的麦克风，都有哪些优势呢？灵敏度：FLIR Si124声学成像仪搭载了由124个MEMS麦克风精心布成的阵列，这些麦克风相互配合，使灵敏度达到高水平。麦克风越多越可以降低“空间混叠”的可能，也就是降低图像上声源错位的可能。检测范围与访问：增加麦克风的另一个优势是可以扩大检测范围。声音在空气中的传播距离每增加一倍就会衰减6分贝（距离声源15米处听到的声音比30米处听到的声音强6分贝），中型局部放电的分贝值约为40分贝。为了检测范围更广，声学成像仪制造商通过增加麦克风的数量来扩大检测范围。FLIR Si124声学成像仪将麦克风增加三倍，从而使检测范围扩大一倍。出于安全考虑，许多电气设备周围都有栅栏，或者离地较高，很难接近访问。这种访问限制也可能与时间有关，比如需要客户联系人在场时才能进入。鉴于这些访问限制，远距离也能精确定位局部放电的工具就显得至关重要。处理能力：FLIR Si124会产生124个音频数据流，这些数据流经过处理后可转换为视觉图像。这款声像仪搭载了自动音频频率筛选功能，既不牺牲性能，也简化了操作过程。数据和图形处理能力的进步使得将如此大量的声学数据，瞬间整合成屏幕上易于理解的图像成为可能。如果用户选用搭载较少麦克风或老款处理器的成像仪，结果只能得到较低品质图像、较低的分辨率、以及较慢的刷新率。就生产效率而言，像FLIR Si124这样先进的声学成像仪在发现问题的速度方面比其它可用工具快10倍。配备124个麦克风的FLIR声学成像仪不仅检测速度快人一步麦克风频率还会影响检查效果想知道关于声学成像仪的更多理论知识持续关注我们

拓扑缘体，顾名思义是缘的，有趣的是在它的边界或表面总是存在导电的边缘态，这是拓扑缘体的特性质。近期，理论预测存在的拓扑缘体在实验上被证实存在于二维与三维材料中，引起了科研界的大量关注。通常二维电子气体系中存在着量子霍尔效应，实验中观测到了手性边界态存在于材料的边界。在三维体材料的拓扑缘体中实验上可观测到反常量子霍尔效应。K. Yasuda, Y. Tokura等人利用德国attocube公司的低温强磁场磁力显微镜attoMFM在0.5K温度与0.015T磁场环境下，证实了拓扑缘体磁畴壁的手性边界态的可调控性能，不同于之前实验上观测到的拓扑缘体中自然形成随机分布的磁畴中的手性边界态。Y. Tokura等人基于Cr-掺杂 (Bi1-ySby)2Te3制备了拓扑缘体薄膜，基底是InP（如图1C）。图1D为在0.5K低温下使用MFM测量的材料中的磁畴分布，可以清晰看到自然形成的随机分布的大小与形貌不一的磁畴。通过使用MFM磁性探针的针在0.015T的磁场环境下扫描样品区域成功实现了对材料磁畴的调控。图1F为调控后样品的磁畴情况，被探针扫描过的区域，磁畴方向保持一致。图1： A&B 拓扑缘体磁畴调控示意图；C 拓扑缘体材料结构；D attoMFM实验观测自然形成多个磁畴； E&F MFM探针调控磁畴该拓扑缘体磁畴反转的性能随磁场大小变化的结果也被仔细研究。通过缓慢改变磁场，不同磁场下拓扑缘体样品的磁畴方向可清楚地被证实发生了反转（见图2）。通过观察，随机分布气泡状磁畴（0.06T磁场附近）一般的大小在200纳米左右。图2： A 霍尔器件电测量结果；B attoMFM观测不同磁场下拓扑缘体的磁畴情况不仅通过attoMFM直观观测分析磁畴手性边界态调控，电学输运结果也证实手性边界态的调控。图3为在温度0.5K的时候，拓扑缘体电学器件以及相应的电学测量数据。数据表明，霍尔电阻可被调控为是正负h/e2的数值，证实了不同磁畴的手性边界态的调控被实现。作者预见，该实验结果对于低消耗功率自旋电子器件的研究提供了一种可能的途径。图3：拓扑缘体制备器件反常量子霍尔效应结果证实磁畴手性边界态调控图4：拓扑缘体磁畴手性边界态调控相关设备—低温强磁场原子力磁力显微镜 低温强磁场原子力磁力显微镜attoAFM/MFM主要技术特点：-温度范围：mK...300 K-磁场范围：0...12T (取决于磁体)-样品定位范围：5×5×5 mm3-扫描范围: 50×50 μ㎡@300 K, 30×30μ㎡@4 K -商业化探针-可升PFM, ct-AFM, SHPM, CFM等功能 参考文献：“Quantized chiral edge conduction on domain walls of a magnetic topological insulator” K. Yasuda, Y. Tokura et al, Science 358, 1311–1314 (2017) 相关产品及链接：1、低温强磁场原子力/磁力/扫描霍尔显微镜：http://www.instrument.com.cn/netshow/C159542.htm2、低温强磁场无液氦扫描探针显微镜系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/C273802.htm

薄膜方块电阻和厚度测量 —KLA45年电阻测量技术创新的桌面型解决方案 在半导体芯片等器件工艺中，后道制程中的金属连接是经过金属薄膜沉积，图形化和蚀刻工艺，最后在器件元件之间得到导电连接。对于半导体、PCB、平板显示器、太阳能应用和研发等不同行业，对各种金属层（包括导电薄膜、粘附层和其他导电层）都有各种各样的电阻和厚度的量测需求，KLA Instruments&trade Filmetrics 事业部能够提供先进的薄膜电阻测量解决方案。金属薄膜的电阻测量主要包括两种技术：四探针法和涡流法。两种测量技术各有其优势，适用于不同的应用场景。我们先来了解一下这两种技术的测量原理。问什么是四探针测量技术？ 四探针测量技术已经存在了 100 多年，由于其操作简单以及固有的准确性，一直备受青睐。如下图所示，四探针与导电表面接触，电流在两个引脚之间流过，同时测量另外两个引脚之间的电压。标准的（左）和备用的（右）四探针测量原理图。R50具有双配置测量方法，通常用于薄膜边缘出现电流集聚或引脚间距变化需要校正的情况。引脚的排列方式通常是线性排列或方形排列，此处主要讨论 R50 探针使用的线性排列。对于大多数应用而言，使用的是标准测量配置 （上图左）。而备用测量配置（上图右）可作为 R50 双配置测量方法的一部分，用于薄膜边缘电流集聚或需要校正引脚间距变化的情况。此处展示的测量结果仅使用了标准测量配置。问什么是涡流测量技术？ 涡流 (EC) 技术是指线圈中的交变电流会在导电层中产生交变涡流。这些交变涡流反过来会产生一个磁场，从而改变驱动线圈的阻抗，这与该层的方块电阻成正比。涡流技术通过施加交变磁场，测量导电层中感应的涡流。线圈中的交变驱动电流会在线圈周围产生交变初级磁场。当探测线圈接近导电表面时，导电材料中会感应出交变电流 （涡流）。这些涡流会产生自己的交变次级磁场并和线圈耦合， 从而产生与样品的方块电阻成正比的信号变化。导电层越导电，涡流的感应越强，驱动线圈的阻抗变化就越大。 自1975年KLA的第一台电阻测试仪问世以来，我们的电阻测试产品已经革 命性地改变了导电薄膜电阻和厚度的测量方式。而R50方块电阻测试仪则是KLA超过45年电阻测量技术发展的创新之作。R50提供了10个数量级电阻跨度范围使用的4PP四探针测试技术，以及高分辨率和高灵敏度的EC涡流技术，续写了KLA在产品创新能力和行业先锋地位的历史。 R50 方块电阻测量数据分析和可视化 无论是四探针法还是涡流法，方块电阻 (Rs) 测量完成后， 用户根据自己需求，可以直接导出方块电阻值，也可以使用 RsMapper 软件中的转换功能，将数据直接转换为薄膜厚度：Rs = ρ/t其中 ρ 是电阻率，t 是薄膜厚度。上图显示了 2μm 标准厚度铝膜的方块电阻分布图和薄膜厚度分布图。根据方块电阻数据（左），利用标准电阻率（中），将数据转换为薄膜厚度分布图（右）。在某些应用中，将数据显示为薄膜厚度分布图可能更有助于观测样品的均匀性。RsMapper 软件还提供差异分布图，即利用两个特定晶圆的测绘数据绘制成单张分布图来显示两者之间的差异。此功能可以用来评估蚀刻或抛光工艺前后的方块电阻变化。问如何选择适当的测量技术？R50 分成2个型号：R50-4PP 是接触式四探针测量系统 ；R50-EC是非接触式涡流测量系统。R50-4PP能测量的最大方块电阻为 200MΩ/sq.，因而非常适合比较薄的金属薄膜。对于非常厚的金属薄膜，电压差值变得非常小，这会限制四探针技术的测量。它只能测量厚度小于几个微米的金属膜，具体还要取决于金属的电阻率。由于非常薄的金属薄膜产生的涡流很小，加上R50-EC 的探头尺寸非常小，所以使用涡流方法测量方块电阻时，金属厚度最薄的极限大约在 100 nm （或约10 Ω/sq.，与金属材料性质有关）。对于非常厚的金属薄膜，涡流信号会增加，因此对可测量的金属薄膜的最大厚度实际上没有限制。在四探针和涡流技术都可使用的情况下，一个决定因素就是避免因引脚接触样品而造成损伤或污染。对于这类样品，建议使用涡流技术。对于可能会产生额外涡流信号的衬底样品，并且在底部有绝缘层的情况下，则建议使用四探针技术。简而言之，Filmetrics R50 系列可以测量大量金属层。对于较薄的薄膜，它们的电阻较大而四探针的测量范围较大，因而推荐使用 R50-4PP（四探针）。对于非常厚的薄膜，或者需要非接触式测量的柔软或易损伤薄膜，推荐使用 R50-EC（涡流技术）。

过渡金属二硫族化合物（TMD），因其电子和光学性质，在自旋电子器件领域具有发展潜力。它的准二维晶体结构很容易获得原子层厚度薄膜或者构建van der Waals异质结，从而进行研究一些新奇的低维层展量子现象研究。NbSe2这一典型的TMD材料在不同维度之下，表现出丰富的超导特性。三维块体具有体态超导，超导转变温度在7.0 K[1]，减薄到单层极限的时候，由于SU(2)对称性破缺和强自旋轨道耦合效应，电子对自旋被限制到面外反向排布，具备面内超高上临界场的Ising超导性。另外，NbSe2与不同材料构成异质结，也展现出丰富的物理特性，例如：反演对称性破缺的NbSe2/Nb3Br8/NbSe2异质结中发现了无需外部磁场的单向超导性[2]，石墨烯/NbSe2异质结中发现了手性电荷密度波双稳态的可逆转变[3]，高比表面积的C2N@NbSe2异质结，可实现多功效的多硫化物催化转化，从而构建超长寿命的锂离子电池[4]。2022年10月，两篇关于NbSe2超导特性的工作先后发表于Nature Physics和Nature Materials，基于Quantum Design综合物性测量系统PPMS获得的电磁输运数据，对材料超导性的研究和判定，起到了关键性作用。Nature Physics：插层NbSe2块材中的可调控Ising超导性NbSe2材料减薄到单层极限的时候，可以获得二维Ising超导性，虽然面内上临界场显著提升，但超导转变温度却有所下降，仅有0.9-3.7K，也就是说单层NbSe2 Ising超导性的获得是以牺牲其他重要性质为代价的。鉴于此，清华大学周树云教授团队和于浦教授团队另辟蹊径，合作发现了离子插层NbSe2块材中可调控的Ising超导性[5]。图1-1. 离子插层调控层间距示意图以及有机阳离子成功插层到NbSe2内部的实验证据研究团队首先通过离子液体门技术对NbSe2块体进行插层，插层前后X射线衍射峰位的变化，说明阳离子确实插层进入NbSe2内部，层间间距由初始6.2A扩大到10.1A（[C2MIm]+）或者19.7A（[DEMB]+）。拉曼实验结果表明，相比未插层材料，插层块材剪切振动模式消失，E2g振动模式蓝移，这些特征都与单层NbSe2薄膜接近。图1-2. 插层前后NbSe2块材和单层NbSe2薄膜的电子能带结构对比，说明插层NbSe2块材层间解耦合和电子掺杂效应为了直接对比电子能带结构随插层的改变，该篇工作分别对插层、未插层NbSe2块材和单层MBE生长NbSe2薄膜进行了角分辨光电子能谱ARPES研究。从图1-2可以看出，插层块材的三维体态能带不可见，导带底部和价带顶部之间存在很大能隙，其能带结构和单层薄膜更为类似。此外，插层块材的能带明显向下移动了0.14eV，说明插层块材中存在电子掺杂。ARPES实验表明，插层NbSe2块材虽然仍是块体材料，但其性质更接近二维单层NbSe2，而且通过插层还实现载流子浓度调控。图1-3. [C2MIm]+插层前后NbSe2块材超导性对比，插层NbSe2块材具有Ising超导性图1-4. [C2MIm]+插层NbSe2块材具有良好空气稳定性和可调控超导性插层前后，主要基于PPMS系统完成的电磁输运实验数据表明，插层NbSe2块材的超导转变温度达到6.9K，与未插层块体（TC=7K）接近。面外垂直磁场H⊥对超导转变的抑制程度在插层前后基本不变，但面内磁场H∥对插层块材超导转变的抑制程度明显弱于未插层材料，插层块材的超导性在25T高场下仍然可以保持。根据外推，其面内上临界场高达41.9T，几乎是Pauli极限的3倍，说明插层NbSe2块材也与单层NbSe2薄膜类似，具有Ising超导性。插层NbSe2块材不仅具有高超导转变温度的Ising超导性，而且具有良好的空气稳定性。本文的成功探索表明离子液体阳离子插层是调控材料维度和载流子浓度的有效技术手段，可实现超越块体和单层薄膜的优良性质。Nature Materials： Bi2Se3/单层NbSe2异质结中Ising-型到Rashba-型超导转变研究实现超导态与拓扑量子态相结合的拓扑超导相引起凝聚态物理学界的广泛兴趣，Ising超导体中复杂的自旋轨道耦合形式，使得拓扑绝缘体/Ising超导体异质结很可能会出现稳健的拓扑超导相。但目前Ising超导体往往会因拓扑绝缘体薄膜的覆盖而失超。宾夕法尼亚州立大学常翠祖教授研究组使用分子束外延方法在单层NbSe2上生长可控厚度的Bi2Se3薄膜，并通过优化生长过程，实现拓扑绝缘体/Ising超导体异质结超导性的保持[6]。图2-1. a-b双层石墨烯外延生长多层Bi2Se3/单层NbSe2异质结示意图和STEM图像，c-d超导体中Ising-型配对和Rashba-型配对示意图单层NbSe2具有Ising超导性，Ising-型超导配对电子自旋被锁定到面外反向排布。而Bi2Se3是典型的拓扑绝缘体，具有Se-Bi-Se-Bi-Se 五层结构（QL），当不同层数mQL Bi2Se3/单层NbSe2形成异质结， mQL Bi2Se3中的能带很可能由于近邻相互作用而转变为Rashba-型超导，自旋被转移到面内反向排布，因而mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结非常适合研究Ising-型和Rashba-型超导配对转变。图2-2. mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结的电子能带随层数m演变ARPES数据表明随层数m增加，mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结的电子能带发生显著改变。1QL Bi2Se3（m=1）能带为近抛物线型色散关系，随m增加，上下表面态杂化能隙在不断缩小，当m ≥ 3时，能隙消失，形成自旋非简并Dirac拓扑表面态，暗示材料维度由二维逐渐向三维转变。此外，当m ≥ 2时，形成量子阱体态，并存在显著的Rashba劈裂，这从侧面表明电子自旋随m增加逐渐转移到面内排布。图2-3. mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结中Ising型到Rashba型超导配对转变电磁输运数据对异质结超导性研究至关重要。不同层mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结（0≤ m ≤6）的纵向电阻随温度的依赖关系曲线表明，所有异质结均表现出超导转变，但转变温度随m的增加而减小，这是典型的超导近邻效应表现。面内、面外的磁阻实验表明：m=0，单层NbSe2属于二维 Ising超导范畴，具有Ising-型超导配对；而m=1，对应了二维向三维超导的转变过程；当m ≥ 2时，三维 Rashba-型体态超导逐渐占据主导地位，电子自旋被钉扎到面内方向，具有Rashba-型超导配对。这项研究在mQL Bi2Se3/单层NbSe2异质结中发现了Ising-型到Rashba-型超导配对的转变，也为拓扑绝缘体/Ising超导体异质结中稳健的拓扑超导相的研究开辟了一条道路。在该篇工作中，2K，9T下的部分输运数据来源于PPMS DynaCool系统。PPMS测量功能介绍Quantum Design 综合物性测量系统PPMS集自动化设计的大范围变温、强磁场环境以及多种测量功能于一体，为科研用户提供一套一站式的综合物性测量解决方案。上述应用文章所涉及的电输运测量功能使用广泛，可实现全自动电阻率、霍尔系数、伏安特性、微分电阻等性质测量，搭配极低温选件如稀释制冷机（DR），可实现50mK极低温电输运性质测量；搭配水平旋转杆，可实现角度依赖的磁阻各向异性测量；搭配高压腔选件，可实现变温、变场、变压的三相环境下的电学测量。图3-1. 综合物性测量系统PPMS电输运测量功能相关选件除电学测量之外，综合物性测量系统PPMS还涵盖了磁学、热学、光电、光磁、膨胀系数、铁磁共振等多种测量手段，其中结合稀释制冷机选件的专用交流磁化率选件AC DR将交流磁性测量带到了mK温区，可实现50mK下10-10kHz的交流磁化率测量，助力极限低温下材料磁性研究。图3-2. 综合物性测量系统PPMS稀释制冷机专用交流磁化率选件AC DR【参考文献】1. X. Xi et al., Ising pairing in superconducting NbSe2 atomic layers. Nature Physics 12, 139-143 (2015).2. H. Wu et al., The field-free Josephson diode in a van der Waals heterostructure. Nature 604, 653-656 (2022).3. X. Song et al., Atomic-scale visualization of chiral charge density wave superlattices and their reversible switching. Nature Communicaitons 13, 1843 (2022).4. D. Yang et al., NbSe2 Meets C2N: A 2D-2D Heterostructure Catalysts as Multifunctional Polysulfide Mediator in Ultra-Long-Life Lithium–Sulfur Batteries. Advanced Energy Materials 11, 2101250 (2021).5. H. Zhang et al., Tailored Ising superconductivity in intercalated bulk NbSe2. Nature Physics 18, 1425-1430(2022).6. H. Yi et al., Crossover from Ising- to Rashba-type superconductivity in epitaxial Bi2Se3/monolayer NbSe2 heterostructures. Nature Materials 21, 1366-1372 (2022).相关产品1、综合物性测量系统-PPMS2、无液氦综合物性测量系统-DynaCool

R&S LCX系列的LCR表能够用于传统的阻抗测量以及针对特定元件类型的专门测量，并提供研发所需的高精度以及生产测试和质量保证所需的高速度。用于高精度阻抗测量的R&S LCX LCR测量仪。 　　罗德与施瓦茨推出的新款高性能通用阻抗测试仪系列能够覆盖广泛的应用领域。R&S LCX支持的频率范围为4Hz至10 MHz，不仅适用于大多数传统家用电源的50或60 Hz频率以及飞机电源的400 Hz频率，还适用于从低频震动传感器到工作在几兆赫的高功率通信电路的所有设备。 　　对于选择合适的电容、电感、电阻和模拟滤波器来匹配设备应用的工程师来说，R&S LCX提供了市场领先的高精度阻抗测量。与此同时，LCX还支持以生产使用精度进行更高速度的质量控制和监控测量。测试方案包含生产环境所需的所有基本软件和硬件，包括远程控制和结果记录，仪器的机架安装，以及用于全系列测试的夹具。 　　R&S LCX使用的自动平衡电桥技术通过测量被测设备的交流电压和电流(包括相移)来支持传统的阻抗测量。然后用该数据来计算任何给定工作点的复阻抗。作为一种通用LCR测量仪，R&S LCX涵盖了许多应用，如测量电解电容和直流连接电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。 　　此外，除了全方位的阻抗测量之外，用户还可以测试变压器及测量直流电阻。为了研究元件的阻抗值在不同频率和电平下的变化，选配装置R&S LCX-K106能支持以频率、电压或电流作为扫描参数，进行动态阻抗测量。 　　R&S LCX系列推出两个型号：R&S LCX100的频率范围为4 Hz至300 kHz，R&S LCX200的基本配置频率范围为4 Hz至500 kHz，可选配覆盖高达 10 MHz 所有频率的选件。两种型号均配备出色的测量速度、精度和多种测量功能。包括：配备大型电容式触摸屏和虚拟键盘，支持所有主要测量工作的点击测试操作。 　　用户也可以使用旋钮设置电压、电流和频率值。不常用的功能则可以使用菜单操作。设置、结果和统计数据可以显示在屏幕上，还能导出以便进行自动后处理。用户最多可选择四个测量值并绘制成时间曲线，将最大值和最小值显示在屏幕上，一目了然地进行通过/失败分析。 　　罗德与施瓦茨的子公司Zurich Instruments AG生产的MFIA阻抗分析仪作为R&S LCX的完美补充，能够支持更多材料的阻抗研究。通过MFIA，研究人员可以表征半导体或进行材料研究，范围包括绝缘体、压电材料、陶瓷和复合材料，组织阻抗分析、细胞生长、食品研究、微流体和可穿戴传感器。

石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统西班牙Das Nano公司成立于2012年，是一家提供高安全级别打印设备，太赫兹无损检测设备以及个人身份安全验证设备的高科技公司。ONYX是其在全球范围内推出的第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术，实现了从科研及到工业级的大面积石墨烯及二维材料的无损和高分辨，快速的电学性质测量，为石墨烯和二维材料科研和产业化研究提供了强大的支持。与传统四探针测量法相比，ONYX无损测量样品质量空间分布与拉曼，AFM，SEM相比，ONYX能够快速表征超大面积样品背景介绍太赫兹辐射( T射线)通常指的是频率在0. 1～10THz、波长在30μm-3mm之间的电磁波，其波段在微波和红外之间，属于远红外和亚毫米波范畴。该频段是宏观经典理论向微观量子理论的过度区，也是电子学向光子学的过渡区。在20世纪80年代中期以前，由于缺乏有效的产生方法和探测手段，科学家对于该波段电磁辐射性质的了解和研究非常有限，在相当长的一段时期,很少有人问津。电磁波谱中的这一波段(如下图) ，以至于形成远红外和亚毫米波空白区,也就是太赫兹空白区（THz gap）。太赫兹波段显著的特点是能够穿透大多数介电材料（如塑料、陶瓷、药品、绝缘体、纺织品或木材），这为无损检测（NDT）开辟了一个可能的新世界。同时，许多材料在太赫兹频率上呈现出可识别的频率指纹特性，使得太赫兹波段能够实现对许多材料的定性和定量研究。太赫兹波的这两个特性结合在一起，使其成为一种全新的材料研究手段。而且其光子能量低，不会引起电离，可以做到真正的无损检测。 ONYX工作原理 ONYX是全球第一套实现石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料全面积无损表征的测量系统，能够满足测试面积从科研级（mm2）到晶元级（cm2）以及工业级（m2）的不同要求。与其他大面积样品的测量方法（如四探针法）相比，ONYX能够直观得到样品导电性能的空间分布。与拉曼、扫描电镜和透射电镜等微观方法相比，微米级的空间分辨率能够实现对大面积样品的快速表征。ONYX采用先进的脉冲太赫兹时域光谱THz-TDS技术，产生皮秒量级的短脉太赫兹冲辐射。穿透性极强的太赫兹辐射穿透进样品达到各个界面，均会产生一个小反射波可以被探测器捕获，获得太赫兹脉冲的电场强度的时域波形。对太赫兹时域波形进行傅里叶变换,就可以得到太赫兹脉冲的频谱。分别测量通过试样前后(或直接从试样激发的)太赫兹脉冲波形,并对其频谱进行分析和处理,就可获得被测样品介电常数，吸收吸收以及载流子浓度等物理信息。再利用步进电机完成其扫描成像，得到其二维的电学测量结果。ONYX主要参数及特点样品大小: 10x10mm-200x200mm 全面的电导率和电阻率分析样品100%全覆盖测量最高分辨率：50μm完全非接触无损无需样品制备载流子迁移率, 散射时间, 浓度分析 可定制样品测量面积(m2量级)超快测量速度： 12cm2/min软件功能丰富，界面友好全自动操作图1 太赫兹光谱范围及信噪比ONYX主要功能→ 直流电导率（σDC）→ 载流子迁移率, μdrift→ 直流电阻率, RDC→ 载流子浓度, Ns→ 载流子散射时间，τsc→ 表面均匀性ONYX应用方向石墨烯材料：→ 单层/多层石墨烯 → 石墨烯溶液→ 掺杂石墨烯→ 石墨烯粉末→ 氧化石墨烯→ SiC外延石墨烯其他二维材料： → PEDOT→ Carbon Nanotubes→ ITO→ NbC→ IZO→ ALD-ZnO石墨烯光伏薄膜材料半导体薄膜电子器件PEDOT钨纳米线GaN颗粒Ag 纳米线ONYX测试数据1. 10x10mm CVD制备的石墨烯在不同分辨率下的电导率结果 2.10 x10mm CVD制备的石墨烯不同电学参数测量结果 3.利用ONYX测量ALD沉积在硅基底上的TiN电导率测量结果 ONYX发表文章1. P Bogild et al. Mapping the electrical properties of large-area graphene. 2D Mater. 4 (2017) 042003.2. S Fernández et al. Advanced Graphene-Based Transparent Conductive Electrodes for Photovoltaic Applications. Micromachines 2019, 10, 402.3. David M. A. Mackenzie et al. Quality assessment of terahertz time-domain spectroscopy transmission and reflection modes for graphene conductivity mapping. OPTICS EXPRESS 9220, Vol. 26, No. 7, 2 Apr 2018. 4. A Cultrera et al. Mapping the conductivity of graphene with Electrical Resistance Tomography. Scientific Reports , (2019) 9:10655.ONYX用户单位重要客户合作伙伴参与项目创新点：ONYX是第一款针对石墨烯、半导体薄膜和其他二维材料大面积太赫兹无损表征的测量设备，采用先进的脉冲太赫兹时域光谱专利技术。与传统四探针测量法相比，ONYX无损测量样品质量空间分布；与拉曼，AFM，SEM相比，ONYX能够快速表征超大面积样品石墨烯/二维材料电学性质非接触快速测量系统

前文回顾：发明人库尔特的传奇人生——颗粒表征电阻法（上）一、经典库尔特原理在经典电阻法测量中，壁上带有一个小孔的玻璃管被放置在含有低浓度颗粒的弱电解质悬浮液中，该小孔使得管内外的液体相通，并通过一个在孔内另一个在孔外的两个电极建立一个电场。通常是在一片红宝石圆片上打上直径精确控制的小孔，然后将此圆片通过粘结或烧结贴在小孔管壁上有孔的位置。由于悬浮液中的电解质，在两电极加了一定电压后（或通了一定电流后）， 小孔内会有一定的电流流过（或两端有一定的电压），并在那小孔附近产生一个所谓的“感应区”。含颗粒的液体从小孔管外被真空或其他方法抽取而穿过小孔进入小孔管。当颗粒通过感应区时，颗粒的浸入体积取代了等同体积的电解液从而使感应区的电阻发生短暂的变化。这种电阻变化导致产生相应的电流脉冲或电压脉冲。图1 颗粒通过小孔时由于电阻变化而产生脉冲在测量血球细胞等生物颗粒时所用的电解质为生理盐水（0.9%氯化钠溶液），这也是人体内液体的渗透压浓度，红细胞可以在这个渗透压浓度中正常生存，浓度过低会发生红细胞的破裂，浓度过高会发生细胞的皱缩改变。在测量工业颗粒时，通常也用同样的电解质溶液，对粒度在小孔管测量下限附近的颗粒，用 4%的氯化钠溶液以增加测量灵敏度。当颗粒必须悬浮在有机溶剂内时，也可以加入适用于该有机溶液的电解质后，再用此有机 溶液内进行测量。通过测量电脉冲的数量及其振幅，可以获取有关颗粒数量和每个颗粒体积的信息。测量过程中检测到的脉冲数是测量到的颗粒数，脉冲的振幅与颗粒的体积成正比，从而可以获得颗粒粒度及其分布。由于每秒钟可测量多达 1 万个颗粒，整个测量通常在数分钟内可以完成。在使用已知粒度的标准物质进行校准后，颗粒体积测量的准确度通常在 1-2%以内。通过小孔的液体体积可以通过精确的计量装置来测量，这样就能从测量体积内的颗粒计数得到很准确的颗粒数量浓度。 为了能单独测量每个颗粒，悬浮液浓度必须能保证当含颗粒液体通过小孔时，颗粒是一个一个通过小孔，否则就会将两个颗粒计为一个，体积测量也会发生错误。由于浓度太高出现的重合效应会带来两种后果：1）两个颗粒被计为一个大颗粒；2）两个本来处于单个颗粒探测阈值之下而测不到的颗粒被计为一个大颗粒。颗粒通过小孔时可有不同的途径，可以径直地通过小孔，但也可能通过非轴向的途径通过。非轴向通过时不但速度会较慢，所受的电流密度也较大，结果会产生表观较大体积的后果，也有可能将一个颗粒计成两个[1]。现代商业仪器通过脉冲图形分析可以矫正由于非轴向流动对颗粒粒度测量或计数的影响。图2 颗粒的轴向流动与非轴向流动以及产生的脉冲经典库尔特原理的粒度测量下限由区分通过小孔的颗粒产生的信号与各种背景噪声的能力所决定。测量上限由在样品烧杯中均匀悬浮颗粒的能力决定。每个小孔可用于测量直径等于 2%至 80%小孔直径范围内的颗粒，即 40:1 的动态范围。实用中的小孔直径通常为 15 µm 至 2000 µm，所测颗粒粒度的范围为 0.3 µm 至 1600 µm。如果要测量的样品粒度分布范围比任何单个小孔所能测量的范围更宽，则可以使用两个或两个以上不同小孔直径的小孔管，将样品根据小孔的直径用湿法筛分或其他分离方法分级，以免大颗粒堵住小孔，然后将用不同小孔管分别测试得到的分布重叠起来，以提供完整的颗粒分布。譬如一个粒径分布为从 0.6 µm 至 240 µm 的样品，便可以用 30 µm、140 µm、400 µm 三根小孔管来进行测量。 库尔特原理的优点在于颗粒的体积与计数是每个颗粒单独测量的，所以有极高的分辨率，可以测量极稀或极少个数颗粒的样品。由于体积是直接测量而不是如激光衍射等技术的结果是通过某个模型计算出来的，所以不受模型与实际颗粒差别的影响，结果一般也不会因颗粒形状而产生偏差。该方法的最大局限是只能测量能悬浮在水相或非水相电解质溶液中的颗粒。使用当代微电子技术，测量中的每个脉冲过程都可以打上时间标记后详细记录下来用于回放或进行详细的脉冲图形分析。如果在测量过程中，颗粒有变化（如凝聚或溶解过程，细胞的生长或死亡过程等），则可以根据不同时间的脉冲对颗粒粒度进行动态跟踪。 对于球状或长短比很接近的非球状颗粒，脉冲类似于正弦波，波峰的两侧是对称的。对很长的棒状颗粒，如果是径直地通过小孔，则有可能当大部分进入感应区后，此颗粒还有部分在感应区外，这样产生的脉冲就是平台型的，从平台的宽度可以估计出棒的长度。对所有颗粒的脉冲图形进行分析，可以分辨出样品中的不同形状的颗粒。 大部分生物与工业颗粒是非导电与非多孔性的。对于含贯通孔或盲孔的颗粒，由于孔隙中填满了电解质溶液，在颗粒通过小孔时，这些体积并没有被非导电的颗粒物质所替代而对电脉冲有所贡献，所以电感应区法测量这些颗粒时，所测到的是颗粒的固体体积，其等效球直径将小于颗粒的包络等效球直径。对于孔隙率极高的如海绵状颗粒，测出的等效球直径可以比如用激光粒度仪测出的包络等效球小好几倍。 只要所加电场的电压不是太高，通常为 10 V 至 15 V，导电颗粒譬如金属颗粒也可以用电阻法进行测量，还可以添加 0.5%的溴棕三甲铵溶液阻止表面层的形成。当在一定电流获得结果后，可以使用一半的电流和两倍的增益重复进行分析，应该得到同样的结果。否则应使用更小的电流重复该过程，直到进一步降低电流时结果不变。 在各种制造过程中，例如在制造和使用化学机械抛光浆料、食品乳液、药品、油漆和印刷碳粉时，往往在产品的大量小颗粒中混有少量的聚合物或杂质大颗粒，这些大颗粒会严重影响产品质量，需要进行对其进行粒度与数量的表征。使用库尔特原理时，如果选择检测阈值远超过小颗粒粒度的小孔管（小孔直径比小颗粒大 50 倍以上），则可以含大量小颗粒的悬浮液作为基础液体，选择适当的仪器设置与直径在大颗粒平均直径的 1.2 倍至 50 倍左右的小孔，来检测那些平均直径比小颗粒至少大 5 倍的大颗粒 [2]。 二、库尔特原理的新发展 可调电阻脉冲感应法可调电阻脉冲感应法（TRPS）是在 21 世纪初发明的，用库尔特原理测量纳米颗粒的粒度与计数。在这一方法中，一个封闭的容器中间有一片弹性热塑性聚氨酯膜，膜上面有个小孔，小孔的大小（从 300 nm 至 15 m）可根据撑着膜的装置的拉伸而变来达到测量不同粒度的样品。与经典的电阻法仪器一样，在小孔两边各有一个电极，测量由于颗粒通过小孔而产生的电流（电压） 变化。它的主要应用是测量生物纳米颗粒如病毒，这类仪器不用真空抽取液体，而是用压力将携带颗粒的液体压过小孔。压力与电压都可调节以适用于不同的样 品。由于弹性膜的特性，此小孔很难做到均匀的圆形，大小也很难控制，每次测得的在一定压力、一定小孔直径下电脉冲高度与粒度的关系，需要通过测量标准颗粒来进行标定而确定。图3 可调电阻脉冲感应法示意图当小孔上有足够的压力差时，对流是主要的液体传输机制。 由于流体流速与施加的压力下降成正比，颗粒浓度可以从脉冲频率与施加压力之间线性关系的斜率求出。但是需要用已知浓度的标准颗粒在不同压力下进行标定以得到比例系数[3]。 这个技术在给定小孔直径的检测范围下限为能导致相对电流变化 0.05%的颗粒直径。检测范围的上限为小孔孔径的一半，这样能保持较低程度的小孔阻塞。典型的圆锥形小孔的动态范围 为 5:1 至 15:1，可测量的粒径范围通常从 40 nm 至 10 µm。 此技术也可在测量颗粒度的同时测量颗粒的 zeta 电位，但是测量的准确度与精确度都还有待提高，如何排除布朗运动对电泳迁移率测量的影响也是一个难题[4]。微型化的库尔特计数仪随着库尔特原理在生物领域与纳米材料领域不断扩展的应用，出现了好几类小型化（手提式）、微型化的库尔特计数仪。这些装置主要用于生物颗粒的检测与计数，粒度不是这些应用主要关心的参数，小孔的直径都在数百微米以内。与上述使用宏观压力的方法不同的是很多这些设计使用的是微流控技术，整个装置的核心部分就是一个微芯片，携带颗粒的液体在微通道中流动，小孔是微通道中的关卡。除了需要考虑液体微流对测量带来的影响，以及可以小至 10 nm 的微纳米级电极的生产及埋入，其余的测量原理和计算与经典的库尔特计数器并无两致。这些微芯片可以使用平版印刷、玻璃蚀刻、 防蚀层清除、面板覆盖等步骤用玻璃片制作[5]， 也可以使用三维打印的方式制作[6]。一些这类微流控电阻法装置已商业化。图4 微流计数仪示意图利用库尔特原理高精度快速的进行 DNA 测序近年来库尔特原理还被用于进行高精度、快速、检测误差极小的 DNA 或肽链测序。这个技术利用不同类型的纳米孔，如石墨烯形成的纳米孔或生物蛋白质分子的纳米孔，例如耻垢分枝杆菌孔蛋白 A（MspA）。当线性化的 DNA-肽复合物缓慢通过纳米孔时，由于不同碱基对所加电场中电流电压的响应不同，通过精确地测量电流的变化就可对肽链测序。由于此过程不影响肽链的完整性，如果将实验设计成由于电极极性的变化而肽链可以来 回反复地通过同一小孔，就可以反复地读取肽链中的碱基，在单氨基酸变异鉴定中的检测误差率可小于 10-6[7,8]。图5 纳米孔 DNA 测序库尔特原理的标准化 早在 2000 年，国际标准化组织就已成文了电感应区法测量颗粒分布的国际标准（ISO 13319），并得到了广泛引用。在 2007 年与 2021 年国际标准化组织又前后两次对此标准进行了修订。中国国家标委会也在 2013 年对此标准进行了采标，成为中国国家标准（GB/T 29025-2012）。参考文献【1】Berge, L.I., Jossang, T., Feder, J., Off-axis Response for Particles Passing through Long Apertures in Coulter-type Counters, Meas Sci Technol, 1990, 1(6), 471-474. 【2】Xu, R., Yang, Y., Method of Characterizing Particles, US Patent 8,395,398, 2013. 【3】Pei, Y., Vogel, R., Minelli, C., Tunable Resistive Pulse Sensing (TRPS), In Characterization of Nanoparticles, Measurement Processes for Nanoparticles, Eds. Hodoroaba, V., Unger, W.E.S., Shard, A.G., Elsevier, Amsterdam, 2020, Chpt.3.1.4, pp117-136.【4】Blundell, E.L.C.J, Vogel, R., Platt, M., Particle-by-Particle Charge Analysis of DNA-Modified Nanoparticles Using Tunable Resistive Pulse Sensing, Langmuir, 2016, 32(4), 1082–1090. 【5】Zhang, W., Hu, Y., Choi, G., Liang, S., Liu, M., Guan, W., Microfluidic Multiple Cross-Correlated Coulter Counter for Improved Particle Size Analysis, Sensor Actuat B: Chem, 2019, 296, 126615. 【6】Pollard, M., Hunsicker, E., Platt, M., A Tunable Three-Dimensional Printed Microfluidic Resistive Pulse Sensor for the Characterization of Algae and Microplastics, ACS Sens, 2020, 5(8), 2578–2586. 【7】Derrington, I.M., Butler, T.Z., Collins, M.D., Manrao, E., Pavlenok, M., Niederweis, M., Gundlach, J.H., Nanopore DNA sequencing with MspA, P Natl Acad Sci, 107(37), 16060-16065, 2010. 【8】Brinkerhoff, H., Kang, A.S.W., Liu, J., Aksimentiev, A., Dekker, C., Multiple Rereads of Single Proteins at Single– Amino Acid Resolution Using Nanopores, Science, 374(6574), 1509-1513, 2021. 作者简介许人良，国际标委会颗粒表征专家。1980年代前往美国就学，受教于20世纪物理化学大师彼得德拜的关门弟子、光散射巨擘朱鹏年和国际荧光物理化学权威魏尼克的门下，获博士及MBA学位。曾在多家跨国企业内任研发与管理等职位，包括美国贝克曼库尔特仪器公司颗粒部全球技术总监，英国马尔文仪器公司亚太区技术总监，美国麦克仪器公司中国区总经理，资深首席科学家。也曾任中国数所大学的兼职教授。 国际标准化组织资深专家与召集人，执笔与主持过多个颗粒表征国际标准 美国标准测试材料学会与化学学会的获奖者 中国颗粒学会高级理事，颗粒测试专业委员会常务理事 中国3个全国专业标准化技术委员会的委员 与中国颗粒学会共同主持设立了《麦克仪器-中国颗粒学报最佳论文奖》浸淫颗粒表征近半个世纪，除去70多篇专业学术论文、SCI援引近5000、数个美国专利之外，著有400页业内经典英文专著《Particle Characterization： Light Scattering Methods》，以及即将由化学工业出版社出版的《颗粒表征的光学技术及其应用》。点击图片查看更多表征技术

得利特（北京）科技有限公司专注油品分析仪器领域的开发研制销售，致力于为国内企业提供高性能的自动化油品分析仪器。公司推出系列精品润滑油分析检测仪器、燃料油分析检测仪器、润滑脂分析检测仪器等。垂询电话：010-80764046，807640561、什么叫做试油的机械杂质?答：试油中的机械杂质是指存在于油品中所有不溶于溶剂（汽油，苯）的沉淀状或悬浮状物质。这些杂质多由砂子，粘土、铁屑粒子等组成。现行方法测出的杂质也包括了一些不溶于溶剂的有机成份，如碳青质和碳化物等。2、油品中机械杂质对机组运行以下危害：（1）可引起调速系统卡涩和机组的转动部分磨损等潜在故障。（2）引起绝缘油的绝缘强度、介质损耗因数及体积电阻率等电气性 能下降。（3）影响汽轮机油的乳化性能和分离空气的性能。（4）堵塞滤油器和滤网，影响油箱油位的显示，磨损油泵齿轮。（5）影响变压器散热，引起局部过热故障。相关仪器ENDENDA1280机械杂质测定仪符合GB/T511标准,适用于测定石油产品中的各类轻、重质油、润滑油及添加剂的机械杂质的含量。可广泛应用于电力、石油、化工、商检及科研等部门。仪器特点1.数码显示，智能温控表控温2.外观美观，测试方便，性能稳定可靠3.实现按标准要求的升温速率4.仪器主要由玻璃器皿、恒温水浴、真空 泵、电子控温箱组成技术参数• 工作电源： AC 220V±10%，50Hz• 水浴加热功率： 1000W• 水浴控温范围： 室温～90℃内可调• 水浴温度显示： LED数字显示• 水浴控温精度： ±1℃• 漏斗控温范围： 室温∼90℃内可调• 漏斗控温显示： LED数字显示• 漏斗控温精度： ±2℃• 环境温度： 5℃∼45℃• 相对湿度： ≤85％• 整机功耗： ≤1200W• 外形尺寸： 400*380*600• 重 量： 7.5KG

近日，宁夏计质院参加中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所组织的“直流标准电阻校准能力验证计划”获得满意结果。直流标准电阻是电磁学基本量，作为一个标准阻值的参照或比较，它的准确一致对其它电磁学量值统一有着举足轻重的作用。此次能力验证，宁夏计质院严格按照相关要求，认真做好样品实验工作和数据处理，按时完成样品交接，及时提交实验数据和结果，最终各项测量结果与参考值之差都在合理预期之内，结果为“满意”。通过能力验证，进一步验证了宁夏计质院“一等直流电阻标准装置”检定人员业务素质和实验室能力水平，能够有效保证我区直流标准电阻量值传递的准确可靠。宁夏计量质量检验检测研究院(简称：宁夏计质院)成立于2017年8月，经自治区编委会批准，由宁夏计量测试院、宁夏产品质量监督检验院、宁东能源化工基地质量监督检验与计量测试所整合组建而成，为自治区市场监督管理厅直属公益类检验检测研究事业单位，是国家市场监督管理总局授权的法定计量检定和产品质量检验检测机构。宁夏计质院主要承担国家计量基准和宁夏公用计量标准的研究、建立、保存、维护、计量器具检定校准以及产(商)品质量监督检验、产品质量仲裁检验、产品质量鉴定、各种取证(生产许可证、CCC认证、产品认证等)检验、委托检验等工作。开展计量质量产学研一体化的合作与科研，为社会各界提供计量质量专业技术、能力提升、质量管理培训和咨询等技术服务。