介电性质测量

2016国产磁测量好仪器系列之四：磁电输运测量系统ET-9000原创：刘小军、刘卫滨、李鹏飞 工程师，北京东方晨景科技有限公司推荐：陆俊 工程师，中科院物理所磁学室2016年9月25日一句话推荐理由：从引进吸收到成功集成改良的磁测量好仪器。一、引言电阻是人们借助电传输能量与信息时必须面临的基本物理现象，它导致电损耗及发热，因而几乎所有的电学材料都有必要考察其电阻率。对于电阻或电阻率的测量比较陌生的读者可以看一篇相关通俗意义的介绍“电阻测量的光与影”。本文要介绍的是磁场下电输运测量，根据加载磁场与电流的方向可以分为纵向磁阻(或简称磁阻效应)与横向磁阻(或简称霍尔效应)。进行磁电输运测量的意义在于磁自由度引入，通过电阻率随磁场的变化规律不仅仅可以用来测量磁场的大小，而且让电阻能展现出更深层次物质结构的信息(比如因晶格或拓扑等因素带来的电子自旋相关的能带结构变化)。其中最吸引人的是电子能量结构的量子化过程，竟可以只是通过简单的通过加磁场测电阻的方法予以揭示，参考图1，如1985年的诺贝尔物理学奖颁发给Klaus von Klitzing的量子霍尔效应、1998年的诺贝尔物理学奖颁发给崔琦等三位物理学家的分数量子霍尔效应、2007年诺贝尔物理学奖颁发给Albert Fert与Peter Gruenberg的巨磁电阻效应以及不久前中国刚公布的“未来科学奖”颁发给清华大学薛其坤的量子反常霍尔效应等奇特量子效应(也有可能在不久的将来获得诺贝尔奖)。因而磁场下进行电输运测量成为凝聚态物理学研究中的家常便饭式的手段。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612654_1611921_3.png图1 磁电输运测量相关的诺贝尔奖级别工作图示二、背景磁电输运测量相关的仪器虽然很轻松就能实现，但要达到在证明被研究物质的奇特量子性质并不容易。其中涉及到的主要技术不仅仅是电压与电流的稳定测量，还包括磁场的稳定与测量，此外还可能涉及到低噪声的低温甚至光学配件等，因而其综合性导致其从头开始的研发周期较长。几十年来，磁电输运测量仪器主要来自于美国的量子设计公司与Lakeshore两家公司。北京东方晨景科技有限公司从20世纪末开始引进代理Lakeshore公司设备，经过十多年的消化吸收，逐步掌握了国外公司在输运测量、磁场电源、低温等系统集成方面的技术，不仅如此，还针对国外公司在应用过程中的让用户感到不便的软硬件问题，进行了自主的改良研制，逐步形成ET-9000测量系统，系统照片如图2所示，该系统从2010年正式推出至今，明显的增加了国内外磁电输运测量仪器系统的比例(约从20%上升到40%)。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612655_1611921_3.png图2 ET-9000 型磁电输运测量仪器照片三、简介ET-9000系列磁电输运性质测试系统是集霍尔效应、磁阻、变温电阻、I-V特性等测试于一体的全自动化测试系统，其总体原理框图如图3所示。系统全面地考虑了集成一体性、屏蔽防干扰能力和操作人性化等用户经常忽略的问题，选取了美国Keithley的电测量仪表，高精度高稳定性电磁铁平台，配备灵巧的测量样品杆和快速插拔样品卡，加上全自动化的专用测试软件，能让用户快速方便地进行电输运测试，并获得准确可靠的数据。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2016/09/201609291741_612657_1611921_3.png图3 ET-9000磁电输运测量仪器的测试原理框图ET-9000根据不同的材料不同的测试需求分为多种型号，综合各类型号，其主要技术指标列表如下：物理学参数迁移率1 ~ 1 × 106 cm2/vs载流子浓度6 × 108 ~ 6 × 1023 cm-3霍尔系数±1 × 10-5 ~ ±1 × 1010 cm3/C电阻率5 × 10-9 ~ 5 × 106 Ω·cm电学参数电阻100nΩ ~ 100GΩ电流源±0.1pA~±1A(±1.05A@±21V, ±105mA@±210V)电压源±5μV~±200V(±21V@±1.05A, ±210V@±105mA)电流测量±10fA~±1.05A（10pA为最小分辨率）电压测量±1nV~±200V（0.1μV为最小分辨率）磁场环境室温磁场2.6T@10mm间距变温磁场2T@低温恒温器温度（选件）单点液氮盒77K闭循环恒温器4K~325K（4K型），10K~325K（10K型）高温炉325K~1000K其他样品最大尺寸50mm*50mm*3mm样品数量2个（增加选件可扩展到4个）光学配件[

最近搭建了基于labview的介电测试系统，用advance research system的闭循环控温，信号跳动非常大，请问是哪些原因造成的？仪器震动的比较厉害的话是否会对测量造成影响？ 有没有在这方面有经验的，希望能够指点一二。附图是测试装置。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/01/201401081649_487147_2269306_3.jpghttp://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2014/01/201401081650_487148_2269306_3.jpg

----该博文被科学网推为精选。[align=center]误差有性质不等于误差有类别[/align][align=center]武汉大学 叶晓明[/align] 现有测量理论是基于误差分类认识论而展开，但一直以来，几乎很少有人注意到这种误差分类学说存在概念逻辑自相矛盾。自作者在几个文献中明确提出以误差无类别哲学来解释测量误差理论以来，在测量学术界仍然遭到了反对的声音，当然，支持的声浪也不小。那么，今天就有针对性地对这些反对者的主要困惑点作一个解答。作为一个科学理论，最起码必须逻辑严密、必须和实践相吻合。任何一个自相矛盾或与事实不符的证据都将构成推翻或纠正理论的充分理由。作者用于推翻误差分类学说的案例很多，这里仅简单举一例。 2005年珠峰高程的测量结果是8844.43米，精度（标准偏差）±0.21米。按照测绘学测量平差的理论解释，精度是对随机误差的评价，那么珠峰高程结果的误差就当然是随机误差了；但按照误差的定义（测量结果与真值之差），珠峰高程结果的误差是一个恒定的偏差（因为珠峰高程的真值不可能处于随机不停的变化状态），一个恒定的偏差不是随机规律，当然应该属于系统误差。这就自相矛盾了。 说到这里，有些测量界学者通常很不服气：重新重复测量珠峰高程时一批测量结果不就离散了吗？误差不就随机变化起来了吗？ 但是！殊不知，重新重复测量的误差就是其他的不同误差了，和当前的这个偏差就不是同一个东西了。如果用其他大量不同的误差证明当前一个偏差是随机误差的逻辑成立，那么这个世界上任何偏差都可以被证明为随机误差，根本就没有系统误差，那些我们过去所认为的系统误差都将成为随机误差！ 一个值得玩味的话题是，对于珠峰高程，普通百姓一般都是把精度±0.21米理解成偏差的可能存在范围----这恰恰就是真正的不确定性概念的理解方式（我的论著中有详细推理），他们会认为测量学家们纠缠珠峰高程误差的类别问题和未来重复测量的发散性问题纯粹是莫名其妙（读者不妨调研一下身边的非专业朋友）。 类似的自相矛盾还有。再譬如，总说系统误差不会贡献发散，而实际的误差数据处理中却都是从离散的误差样本序列中把系统误差分离出来。 误差分类学说遭遇了逻辑悖论，仅凭这些自相矛盾和不合实际的事实而要求对其推翻或纠正当然是足够充分的了。[align=center] [img=,321,292]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803290858425919_9615_2101846_3.jpg!w321x292.jpg[/img][/align] 即使如此，我当然也知道有些学者们心里仍然不服：你如何解释测量序列的发散和偏离的事实？所有测量教科书都有的那个图（如图1）？ 请稍安勿躁，尽管放心，这当然是新的测量理论必须讲清楚的事情。实际上，不仅这个图，新的测量理论要重新解释的概念还很多。 这个图不就是个原始观测值序列的离散和偏离现象吗？不就是因为重复测量条件的变化致使一些误差产生了系统性影响而另外一些误差产生了随机性影响吗？ 但是请注意！我在这里要指出的哲学问题是：不能把误差的系统/随机影响性质和误差分类扯上关系！误差可以有不同的表现性质，但误差没有不同的类别之分！这里举一个最简单的例子来说明这个道理：水在不同温度气压条件下能表现出气化、液化和固化性质，您能把水按气化、液化和固化性质分成三种不同类型吗？ 以测量人喜欢纠结的噪声误差为例：噪声误差是时间的随机函数，遵循正态分布，单传感器重复测量时因为时间条件在改变，自然对观测值序列产生随机性的影响；但如果设计一个多路传感器并行同步的观测方法，所有观测值都是在同一时刻点采样得到，被测电压中包含的噪声误差对这样的观测值序列自然是产生系统性的影响。 再譬如，测量人都熟悉的舍入（四舍五入）误差是量程的锯齿周期规律，也遵循矩形分布。若重复观测值是在同一量程点取得，舍入误差产生系统性影响；若重复观测值是在任意不同的量程点取得，舍入误差则产生随机性影响。 再譬如，测绘界都熟悉的测距仪周期误差是量程的正弦函数，也遵循U形分布。若重复观测值是在同一量程点取得，周期误差产生系统性影响；若重复观测值是在任意不同的量程点取得，周期误差则产生随机性影响。 这就是误差的影响性质实际是测量方法条件决定的道理，就如同水的性质是温度气压决定的道理一样。就是说，脱离了具体应用条件去讨论一个孤立的误差的类别是没有意义的，就如同前边讨论珠峰高程的误差，因为没有涉及珠峰高程值如何用于后续下游测量，也就不需要涉及其误差对未来什么测量会产生什么影响。 当然，如果把系统/随机误差概念仅仅解释为当前误差的系统/随机性影响（临时性类别）而不再赋予其他任何概念内涵，这本来也的确是没有问题的。而作者之所以坚持要干脆废弃误差分类概念实则是因为现有测量理论给误差分类概念赋予了太多的概念内涵。譬如，系统误差除了误差的系统性影响的含义外，还有数学期望与真值之差、不贡献发散而只贡献偏离、不遵循随机分布、没有方差、表达测量准确度、有规律的误差、可以改正的误差、已知的误差、只能用函数模型处理的误差、可以用函数模型把它从离散的误差群中分离出来等等；随机误差除了误差的随机性影响的含义外，还有结果与数学期望之差，只贡献发散而不贡献偏离、遵循随机分布、观测值序列的发散度、表达精度、随机规律的误差、不能改正、未知的误差、只能用随机模型处理、白噪声、时间的随机函数等等；甚至任何误差都必须要牵强附会地扣上一个终身性的类别帽子（如前边珠峰案例）。恰恰就是这些引伸出来的概念把现有测量理论的逻辑搅得一团糟，给人们灌输了诸多错误的观念。既然如此，废除误差分类概念、就事论事岂不更好？ 重要的是，这个图1只是对原始观测值序列分布的描述，这个图的最大忽悠点就是它没有标注最终测量结果！而测量人都清楚的一个基本道理是，一个被测量只能提交一个测量结果，不可能把一批离散的原始观测值不经任何数据处理而直接作为测量结果提交，而一个测量结果则只有一个恒定的偏差[color=#333333]Δ（即使这个偏差含有来自噪声的贡献）。如图2。虽然这个偏差Δ可分解为结果与期望之差Δ[/color][sub]A[/sub][color=#333333]和期望与真值之差Δ[/color][sub]B[/sub][color=#333333]，但偏差Δ[/color][sub]A[/sub][color=#333333]和Δ[/color][sub]B[/sub][color=#333333]都是恒定的偏差，实际也都有其各自的概率分布区间，根本没有性质差异。[/color]就是说，精度/准确度术语用于原始观测值序列还勉强可以（但概念逻辑跟误差规律性之间还不能有关系），而现有测量理论却居然把精度/准确度概念用到了最终唯一测量结果的单一偏差上，以至于把不确定度概念也污染得不伦不类。[align=center][img=,249,236]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803290857408539_7159_2101846_3.jpg!w249x236.jpg[/img][/align] 实际上，根据图2，总偏差：Δ=Δ[sub]A[/sub]+Δ[sub]B[/sub]，总方差：σ[sup]2[/sup]=σ[sup]2[/sup](Δ[sub]A[/sub])+σ[sup]2[/sup](Δ[sub]B[/sub])。这个σ就是不确定度，根本没有精度、准确度的什么事。 新的测量理论要重新解释的问题还很多，有兴趣的朋友请看我的书吧。这里再提前作个预告：一篇完整论述误差规律性和影响特性的论文在历时1年多的审理后刚完成大修，以下是按大修要求提交的Highlights。[b]Highlights:[/b]●Error's regularity and randomness depend on the perspectives of observing error●Error cannot beclassified according its regularity and randomness●The influence characteristics of error depend on the method of repeated measurement●Error cannot beclassified according its influence characteristics●Both function model and random model can be used to process the same error 2018 3 21[align=center][img=,401,574]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/03/201803221024209666_4892_2101846_3.jpg!w401x574.jpg[/img][/align]

【网络会议】：利用原子力显微镜在力谱测量方法介绍及其在纳米机械性质表征的应用【讲座时间】：2015年09月11日 10:00【主讲人】：仇登利布鲁克纳米表面仪器部应用科学家。2004年毕业于吉林大学化学学院高分子化学与物理专业，获得理学博士学位。博士期间主要利用原子力显微镜(AFM)研究有机界面聚集体的聚集形态。毕业后，留学加拿大和美国多年，继续利用AFM研究半导体、数据存储和材料表面工程。于2009年加入维易科（VEECO）公司主要从事AFM相关的应用技术支持；具有十多年的AFM技术经验。【会议介绍】 原子力显微镜除了对样品进行形貌的表征以外，还可以利用其力学测量模式用于研究探针与样品之间的相互作用。 这里我们主要介绍利用探针进行力学测量时的主要参数、相关模型以及对样品表面纳米机械性质表征的应用等。 -------------------------------------------------------------------------------1、报名条件：只要您是仪器网注册用户均可报名，通过审核后即可参会。2、报名并参会用户有机会获得100元手机充值卡一张哦~3、报名截止时间：2015年09月11日 09:304、报名参会：http://www.instrument.com.cn/webinar/meeting/meetingInsidePage/14555、报名及参会咨询：QQ群—379196738http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/10/2015042911235201_01_2507958_3.jpg

[img=,690,1054]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2018/07/201807061458013131_4398_3339420_3.jpg!w690x1054.jpg[/img][b]针对铁电-压电-介电材料可搭建以下测试系统：[color=#333333]*[/color]电滞回线及高压介电击穿强度测试系统；[color=#333333]*[/color]压电材料在高压下的形变（蝴蝶曲线）测试系统；[color=#333333]*[/color]电容充放电测试系统；[color=#333333]*[/color]介温测试系统；[color=#333333]*[/color]宽频介质光谱测试系统；*高压直流偏置下的介电常数电容测量介温测试系统；*TSDC,高压泄露电流和热释电测试系统；[color=#333333]*[/color]超低电流变温高压测试系统。[/b]

[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220054_94510_1611921_3.jpg[/img]图1 薄膜介电谱实验假象及拟合[color=#00008b]本篇主要讨论薄膜材料的介电性测量容易出现的假象及避免方法，用实验结果和等效电路分析说明薄膜的电极到instruments的contact制作是非常关键的，通常被大家采用的针尖碰触薄膜上的点电极的做法是非常不足取的方法，应该制备牢固的contact并设法使用赝四点法实现测量。[/color]作为引言，从本人的一段经历说起，几年前，我开始研究某种材料的薄膜制备和磁、电性能的测量，因为比较急躁，一开始就想看看电性能受磁场的影响到底怎样，受设备的限制，因为磁场和介电测量在两家外单位做，不可能进行原位的观察，只能先进行强磁场处理，将样品拿出磁场后再进行介电性能测量，结果发现磁场处理前后的介电谱差别非常大，主要差别如图1所示，介电常数原来在高频下出现跌落，但是磁场处理后发现跌落频率大幅度减小，重复做了一个新样品结果还是这样，于是查阅文献找到一个可能的解释：记忆巨磁电容效应。文章都写好了，但我没有发表，因为不肯定结论，不过这个现象作为谜一直在我的脑海里，期待有一天能弄清楚。。。。如今我有机会进入一个条件非常好的实验室，能够实现原位的磁场和介电性能的耦合实验，一进新的实验室我就着手弄清我心中的谜，但结果没有被重复，即室温下薄膜在磁场下进行长时间加载和原位跟踪，没有发现以前看到的介电常数频谱的巨大变化，不仅如此，我也做了低温下零场冷却和有场冷却的变温磁电容实验，均未发现明显的磁电容效应。。。。很明显以前的实验结果并非来自材料本身，而是来自非本征的测量环境实验假象。问题可能出在哪呢，不烦比较下现在的实验和以前的测量过程：[color=#dc143c]1、薄膜上的电极点.[/color]现在的样品和以前的样品是一样的，可能有做薄膜的朋友希望了解多些，虽然这里不是本文重点，也多介绍一下：标准的制备方法是光刻法，本人尝试过，结果如图2所示，但其过程比较繁琐，推荐本人使用的一种非常简单而有效的制备方法，只需要一卷透明胶、一根缝衣针和一个酒精灯即可很快完成掩模过程，过程如图3所示，结果如图4所示，注意电极点的面积的量化通过金相的分析得到，实际上使用photoshop对电极区域进行涂黑并用image-histogram功能即可得到面积信息。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220353_94513_1611921_3.jpg[/img]图2光刻法制备的薄膜电极[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220358_94514_1611921_3.jpg[/img]图3薄膜电极点的简易制作方法图示[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220359_94515_1611921_3.jpg[/img]图4薄膜电极点简易制作效果图片[color=#dc143c]2、电极引线.[/color]从薄膜电极点到测量仪器，以前采用探针触碰，现在使用银浆连接引线，如图5所示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220404_94516_1611921_3.jpg[/img]图5薄膜引线制作图示[color=#dc143c]3、以前采用两点法测量阻抗，现在使用4点法测量阻抗.[/color]同样如图5所示，同时从样品的出引线到设备的BNC线缆尽可能短，如图6所示。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220407_94517_1611921_3.jpg[/img]图6设备引线照片[color=#dc143c]4、交流驱动电压幅值.[/color]以前测量因为仪器4294的原因,幅值为0.5V，而现在的电压在兼顾信噪比的情况下尽可能小，典型使用0.1V。现在能够肯定以前的介电实验结果是实验假象，然而来自什么原因呢？为了分析其原因，对以前的实验做等效电路模拟，等效电路简单使用3个并联RC串联电路，拟合效果见图1，而拟合结果如图7所示，不难看出，以前的磁场处理前后的介电谱表征可以看成是不同次测量，而不同次测量的主要差别在于其中一个并联RC，而另2个并联RC没有变化，即可以看到表示薄膜本征和薄膜电极接触的等效电路元件在不同次测量中几乎没有差别。[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/06/200806220410_94518_1611921_3.jpg[/img]图7介电谱等效电路分析结果到这里，问题变得很明朗了，以前实验，薄膜到测量设备的连接是探针接触，而非现在的稳定接触，这个探针接触(contact)可能并非欧姆接触，而是具有RC属性的势垒。因此，正反方面的验证的结果说明以前观察到的记忆巨磁电容效应是实验假象，介电常数频谱的变化并非由磁场加载引入，而是测量中样品到频谱仪的不当连接造成，探针碰触的连接在薄膜测量中应该予以避免。顺便提一下：前面提到的第三、四个实验条件也存在差异，但主要分别在1MHz以后和1Hz以下，不能作为“弛豫”假象的主要原因。[color=#dc143c]总结：薄膜介电性测量需要注意三点1）稳固可重复的引线；2）四点法测量；3）小驱动电压。[/color]测量假象分析系列下一个专题：[url=http://www.instrument.com.cn/bbs/shtml/20080728/1377915/]【原创】薄膜物性测量中的假象分析(2)-想说铁电很容易吗?[/url]

[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/04/200804271830_86922_1611921_3.jpg[/img] 材料在GHz频段的性能是材料中的微观粒子在ns级别的行为的反映，ns对于电子、声子的动力学时间算是相当长，但对于空间电荷又是相当快，因此一般认为GHz频段的性能可以反映材料本征的电性能，即电子结构和声子结构对电性能的贡献，避免了小于1MHz的低频下测量由于受材料内部和表面的非均质性带来的影响而造成的假象；另一方面目前信息产品中的关键部件大多工作在GHz频段附近，GHz频段的材料属性测量是信息材料的研发和应用的一项重要手段。在某些情形下，由于材料非均质的各个组分性能比较特殊，以至于GHz下的性能依然不完全是本征得电子和声子的贡献，乃至大部分是Maxwell-Wagner等非本征的机制引起，如CCTO及其改性的材料体系，室温下在1GHz的介电常数高达1000比较常见，但红外频段的介电性能即本征的介电常数约等于100，而且低温下如30K的介电常数也约为100左右。为了认识材料和器件的GHz性能的本征性，寻找真正优良的信息材料，前面也提到两种方法，一种是增加测试频率到太赫兹甚至千太赫兹的红外频段，另一种是变温测量GHz下的性能。红外和远红外频段的介电测量目前仍然存在的问题是不精确，无论是KK变换还是傅立叶变换的原理均需要引入一定的人为假定或对材料的经验性认识，吸收/反射系数和相位目前无法同时通过测量得出，因此变温GHz测量无疑是精密判断材料介电性能是否真正优良的关键技术。其原理简单来说是利用本征的电子和声子结构对介电性能贡献随温度变化很微弱，至少在10K以上是如此，而非本征的非均质性带来的效应随温度变化比较剧烈，在一定温度以下可以被完全冻结。 上面简单介绍了变温微波介电测量的重要性，接下来说说变温微波测量中存在的问题。我们知道，在微波频段的测量大多基于S参数理论而建立起来的，其中涉及到复杂的传输/反射参数理论，但被运用在测量上的原理，简单来说是将被测样品和标准的50欧姆的S参数进行对照，通过样品加入之后的复数S参数，如S11对应反射系数，和标准的50欧姆之间的偏离计算得到样品的复阻抗，从而计算出样品的介电常数、交流电导和损耗等等。进行单一的室温下的微波测量很简单，按照标准的校准步骤就可以精密的得到样品的介电属性，但温度变化时我们就会遇到这样的问题：是否每次测量都要进行一次50欧姆的校准？这在人体能接受的0度以上温度尚可以，对于更低的温度就显得非常的不现实。于是自然而然的理想方法是能否对室温进行一次50欧姆标准的校准，低温下只测量放入样品的S系数，而按照这个室温的标准计算低温下的介电性能。这里涉及到一个关键的技术：尽可能让低温下的设想的50欧姆标准的条件和室温一致。Peter的做法是尽可能减少同轴线在低温区域的长度，具体请参考J. Appl. Phys. 65, 901(1989)，使测量同轴线大部分一直处在室温下，只有一小部分在处于低温的cold head中，从我下面贴出的图可以看出同轴线圆柱和cold head圆柱垂直交叉的奥妙就在这！尽管这种做法并没有完全解决低温下的50欧姆标准和室温一致，但可以近似的认为它们相差在5%以下，实际上用这种方法对大多材料的测量都没问题。 这里，为了达到精密测量的要求，除了校准操作做好以外，还需要进行样品的补偿compensation操作，compensation操作对200MHz以下影响不大，但对于1GHz的性能影响不容忽视，如果没有compensation高频数据甚至是假象主导的，因为低频下电感效应不明显，而高频下电感对祖抗的贡献不容忽视。补偿实际上是做一个和样品一模一样尺寸的金属片，在进行补偿操作时，我们告诉仪器：现在给你的是一个没有电阻的纯电感元件，请你在样品测试的阻抗虚部中把补偿操作中测量的电感部分贡献减去。于是，最终实验测得的阻抗主要来自于样品内部的匀强电场，即本征贡献。补偿原理简单理解为：当样品放入内外导体之间进行测试时，样品周围电场的分布主要有两个部分，一个是需要测量的类似平行板电容器的样品中，近似为匀强电场，另外一部分是样品和内外导体之间存在电感而直接从电极指向测量夹具，该电场分布在低频下可以忽略但高频下必须予以扣除。short扣除的原理也很简单，当尺寸和样品完全一样的导体放入夹具中测试的时候，夹具中的电场分布可以认为只有刚才提到的因为电感引起的第二项。在变温测量中，室温下short的compensation可以被低温下使用是因为补偿的电感的大小随温度变化不是很大，因为普通材料相对尺寸收缩不大，而且制约电感大小的磁导率随温度变化不大(顺磁)。 综上所述，变温微波测量实现的原理关键在于尽可能缩短同轴线在低温区域内的长度比例，二是做好补偿。理解以上原理之后，具体操作实际上比较简单，列数如下：1、平板样品的contact制作，用银浆或者蒸100nm的金；2、用铜或铝制备和样品形状、尺寸完全一样short；3、测量之前对附件和short进行抛光和清洁；4、stimulating设置，选择标准的7mm calibration kit；5、按照步骤依次calibration: open, short, load(50 Ohm), low-loss 6、让设备处于完全Open状态，观察频谱，看电容平台，一般在72-82 fF之间，读取后输入compensation kit中作为std capancitance；7、一次compensate: open, short；8、装载样品进行室温和变温测量。[img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/04/200804210524_86047_1611921_3.jpg[/img][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2008/04/200804210525_86048_1611921_3.jpg[/img]