本發(fā)明涉及超導(dǎo)電學(xué)，更具體地，涉及一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件、測(cè)量裝置及調(diào)控方法。

背景技術(shù)：

1、隨著科技技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，超導(dǎo)材料也越來越多的被研究和應(yīng)用，特別是高溫超導(dǎo)材料，其高溫超導(dǎo)的機(jī)理是現(xiàn)階段超導(dǎo)領(lǐng)域的研究熱門，通過測(cè)試不同狀態(tài)下的超導(dǎo)材料樣品，獲取其對(duì)應(yīng)的相圖，這對(duì)于高溫超導(dǎo)機(jī)理的研究具有重要的意義。

2、離子液體中含有導(dǎo)電離子，可以廣泛用于調(diào)控材料性質(zhì)，特別是連續(xù)調(diào)節(jié)載流子濃度，超導(dǎo)材料通過離子液體的調(diào)控，可以獲得對(duì)應(yīng)的超導(dǎo)材料的離子液體調(diào)控相圖；進(jìn)一步地，將其與超導(dǎo)材料的化學(xué)摻雜組分相圖相結(jié)合，可以繪制出的化學(xué)組分與離子液體調(diào)控的高維相圖。

3、然而，現(xiàn)有的離子液體調(diào)控實(shí)驗(yàn)方法，其首先需要大量的單組分樣品的合成，并分別進(jìn)行離子液體調(diào)控實(shí)驗(yàn)，其不僅耗時(shí)較長(zhǎng)，也會(huì)消耗巨大的人力、物力以及財(cái)力；其次，分批制備的單組分樣品，其難以保證樣品的狀態(tài)相似。

4、因此，如何高效穩(wěn)定的獲得不同化學(xué)摻雜組分的樣品，并對(duì)其進(jìn)行離子液體調(diào)控是獲取對(duì)應(yīng)的化學(xué)組分與離子液體調(diào)控相結(jié)合的高維相圖的關(guān)鍵。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件、測(cè)量裝置及調(diào)控方法，以高效便捷地獲取超導(dǎo)樣品的化學(xué)組分與離子液體調(diào)控的高維相圖。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件，包括：襯底；組合薄膜，所述組合薄膜設(shè)置于所述襯底的第一表面，所述組合薄膜中預(yù)定的摻雜組分的含量從所述組合薄膜的第一端沿第一方向連續(xù)梯度變化至所述組合薄膜的第二端，所述第一方向在所述組合薄膜所在平面上；多組測(cè)量電極，所述多組測(cè)量電極分別從所述組合薄膜的側(cè)邊引出，各組測(cè)量電極與所述組合薄膜的連接處沿所述第一方向排布以分別測(cè)量所述組合薄膜中不同摻雜組分區(qū)域所對(duì)應(yīng)的參數(shù)；調(diào)控電極，所述調(diào)控電極設(shè)置于所述襯底的第一表面，所述調(diào)控電極位于所述組合薄膜的側(cè)面，所述組合薄膜沿第一方向延伸的側(cè)邊與所述調(diào)控電極相對(duì)設(shè)置；其中，所述組合薄膜與所述調(diào)控電極之間具有間隙，所述襯底上可添加離子液體，所述離子液體至少覆蓋所述組合薄膜和所述調(diào)控電極以及所述組合薄膜和所述調(diào)控電極之間的間隙，所述離子液體用于改變所述組合薄膜的載流子濃度，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述組合薄膜的超導(dǎo)電性的連續(xù)調(diào)控。

3、可選地，所述組合薄膜包括fese1-xtex或fese1-xsx，其中，x沿所述第一方向在第一值和第二值之間連續(xù)梯度變化。

4、可選地，每組所述測(cè)量電極包括四個(gè)，每組所述測(cè)量電極通過四線法對(duì)所述組合薄膜中該組測(cè)量電極所對(duì)應(yīng)區(qū)域的電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)量。

5、可選地，所述多組測(cè)量電極均位于所述組合薄膜的同一側(cè)，所述調(diào)控電極位于所述組合薄膜的另一側(cè)。

6、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量裝置，包括：腔室，所述腔室為密閉腔室；如上所述的組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件；電壓源，所述電壓源的一端與所述組合薄膜的第一端相連，所述電壓源的另一端與所述調(diào)控電極相連；電流源，所述電流源的一端與所述組合薄膜的第一端相連，所述電流源的另一端與所述組合薄膜的第二端相連；其中，所述測(cè)量器件位于所述腔室中，所述測(cè)量器件中的多組測(cè)量電極分別與電壓測(cè)量模塊相連，通過所述電壓測(cè)量模塊獲得所述組合薄膜的電學(xué)性能。

7、可選地，還包括：溫度傳感器，位于所述腔室中，所述溫度傳感器用于檢測(cè)所述組合薄膜的溫度；溫度調(diào)節(jié)模塊，與所述腔室相連，所述溫度調(diào)節(jié)模塊用于調(diào)節(jié)所述腔室內(nèi)的溫度。

8、可選地，還包括氣壓調(diào)節(jié)模塊，所述氣壓調(diào)節(jié)模塊與所述腔室相連，所述氣壓調(diào)節(jié)模塊用于改變所述腔室內(nèi)的壓強(qiáng)。

9、根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量及調(diào)控方法，包括：在襯底上形成梯度組分組合層；對(duì)梯度組分組合層進(jìn)行圖形化處理，形成組合薄膜和多組測(cè)量電極；在襯底上形成調(diào)控電極；在襯底上添加離子液體，所述離子液體至少覆蓋所述組合薄膜和所述調(diào)控電極以及所述組合薄膜和所述調(diào)控電極之間的間隙；對(duì)組合薄膜進(jìn)行超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量。

10、可選地，對(duì)組合薄膜進(jìn)行超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量包括：將電流源的一端與所述組合薄膜的第一端相連，將電流源的另一端與所述組合薄膜的第二端相連；將各組測(cè)量電極分別與電壓測(cè)量模塊相連；開啟電流源、電壓測(cè)量模塊以及溫度傳感器，通過電流源為所述組合薄膜施加電流，通過電壓測(cè)量模塊獲取各組測(cè)量電極所對(duì)應(yīng)區(qū)域的組合薄膜的電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)溫度傳感器獲取組合薄膜的溫度數(shù)據(jù)，根據(jù)溫度數(shù)據(jù)和電壓數(shù)據(jù)獲得所述組合薄膜中不同摻雜組分含量所對(duì)應(yīng)的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。

11、可選地，對(duì)組合薄膜進(jìn)行超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量還包括：將電壓源的一端與調(diào)控電極相連，電壓源的另一端與組合薄膜的第一端相連；開啟電壓源，通過所述離子液體調(diào)控所述組合薄膜的載流子濃度，獲取組合薄膜的離子液體調(diào)控下的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件、測(cè)量裝置及調(diào)控方法，其測(cè)量器件中組合薄膜能在一片樣品中實(shí)現(xiàn)摻雜組分的連續(xù)梯度變化，可以顯著提高相圖繪制以及超導(dǎo)機(jī)理研究的效率；在本發(fā)明的組合薄膜測(cè)量器件中，其不同梯度組分的組合薄膜在同一批次下生長(zhǎng)形成，其可以保證組合薄膜中不同組分的的狀態(tài)相似，提升了樣品（組合薄膜）狀態(tài)的一致性，有助于排除其他干擾。進(jìn)一步地，該測(cè)量器件中在組合薄膜的一側(cè)還設(shè)置有調(diào)控電極，使其可以實(shí)現(xiàn)離子液體調(diào)控，該測(cè)量器件結(jié)合了梯度組分組合薄膜與離子液體調(diào)控，可以快速獲得化學(xué)組分與離子液體調(diào)控相結(jié)合的高維相圖。采用本發(fā)明的組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件、測(cè)量裝置及調(diào)控方法，不僅無需頻繁的制備不同組分的組合薄膜樣品，還可顯著減少線路連接的耗時(shí)，節(jié)省人力和物力消耗，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率和獲取效率。

技術(shù)特征：

1.一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量器件，其特征在于，所述組合薄膜包括fese1-xtex或fese1-xsx，其中，x沿所述第一方向在第一值和第二值之間連續(xù)梯度變化。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量器件，其特征在于，每組所述測(cè)量電極包括四個(gè)，每組所述測(cè)量電極通過四線法對(duì)所述組合薄膜中該組測(cè)量電極所對(duì)應(yīng)區(qū)域的電學(xué)性能進(jìn)行測(cè)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)量器件，其特征在于，所述多組測(cè)量電極均位于所述組合薄膜的同一側(cè)，所述調(diào)控電極位于所述組合薄膜的另一側(cè)。

5.一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量裝置，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測(cè)量裝置，其特征在于，還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的測(cè)量裝置，其特征在于，還包括氣壓調(diào)節(jié)模塊，所述氣壓調(diào)節(jié)模塊與所述腔室相連，所述氣壓調(diào)節(jié)模塊用于改變所述腔室內(nèi)的壓強(qiáng)。

8.一種組合薄膜參數(shù)測(cè)量及調(diào)控方法，包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的測(cè)量及調(diào)控方法，其中，對(duì)組合薄膜進(jìn)行超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)量及調(diào)控方法，對(duì)組合薄膜進(jìn)行超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度測(cè)量還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)公開了組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件、測(cè)量裝置及調(diào)控方法。該組合薄膜參數(shù)測(cè)量器件包括：襯底；預(yù)定的摻雜組分含量從第一端沿第一方向連續(xù)梯度變化至第二端的組合薄膜；多組測(cè)量電極，分別從薄膜的側(cè)邊引出，各組測(cè)量電極與組合薄膜的連接處沿第一方向排布以分別測(cè)量不同摻雜組分區(qū)域所對(duì)應(yīng)的參數(shù)；調(diào)控電極，位于組合薄膜的側(cè)面；其中，組合薄膜與調(diào)控電極之間具有間隙，襯底上可添加離子液體，離子液體至少覆蓋組合薄膜和調(diào)控電極以及兩者之間的間隙，離子液體用于改變組合薄膜的載流子濃度。本發(fā)明不僅無需頻繁的制備不同組分的組合薄膜樣品，還可顯著減少線路連接的耗時(shí)，節(jié)省人力和物力消耗，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確率和獲取效率。

技術(shù)研發(fā)人員：陳其宏,王雪瑋,林澤豐,袁潔,金魁
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)科學(xué)院物理研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15