材料的低溫物性與測試技術(shù)-簡介及要求-2011

1、材料的低溫物性與測試技術(shù)簡介：材料的基本物理性質(zhì)均與溫度有關(guān)。本實驗是一綜合性實驗，通過該實驗使學(xué)生了解低溫的獲得、測量和控溫原理，熟悉小型制冷機的運行和低溫液體的使用；在此基礎(chǔ)上獨立完成不同類型材料的直流測量（電阻率與溫度的關(guān)系），并分析結(jié)果，訓(xùn)練解決實際問題的能力。 利用本實驗條件，可擴充對材料的熱導(dǎo)、比熱、熱電勢以及光學(xué)等性質(zhì)的低溫測量。一、電阻測量方案HP34401型臺式萬用表無熱電勢開關(guān)恒流源 伏特表標準電阻 樣品1 樣品2 樣品3(溫度計)恒溫塊真空室小型制冷機(GM-5型)卷煙紙（保證熱接觸和電絕緣）1.實驗裝置及基本測量線路（采用四引線方法）：實驗裝置及基本測量線路圖2.實驗步

2、驟:（1） 樣處理與電極制作:將試樣切成長方形的薄條，上、下兩面磨平。在每個樣品的一面制作四根電極引線，電極的制作可采用真空鍍膜（銀膜或鋁膜）、銦壓或銀膠（注：這里采用銀膠法）。若需要計算樣品的電阻率，需記錄樣品的幾何參數(shù)。（2） 安裝樣品：將接有引線的試樣的另一面涂上少量低溫膠，通過卷煙紙（另一面也涂有少量低溫膠）貼到恒溫塊上。同時可安裝三個樣品。通過卷煙紙和低溫膠可保證試樣與恒溫塊有良好的熱接觸和電絕緣。然后將電極引線與測量引線一一焊接，并記錄好引線的標號。（3） 建立測試線路：熟悉儀器，檢查所有接線，包括每一個樣品的電流、電壓引線，溫度計引線等，確認哪些該通，哪些不該通，哪些有阻值等等。

3、（4） 在室溫下進行測量，確認整個恒溫器系統(tǒng)和測試線路能夠正常運行。將恒溫室密封，抽真空，再進行一次測量。（5） 降溫與升溫：啟動制冷機，可以在降溫過程中觀察現(xiàn)象。關(guān)掉制冷機開關(guān)，溫度升高至室溫，此過程進行數(shù)據(jù)測量，并記錄下來。電阻數(shù)值可直接由臺式萬用表讀出。（6） 實驗數(shù)據(jù)處理：溫度數(shù)值可由標準電阻阻值確定。由樣品電阻和溫度數(shù)據(jù)給出R-T實驗曲線。（7） 結(jié)果討論：結(jié)合實驗結(jié)果討論半導(dǎo)體、金屬和合金材料的電阻率與溫度的關(guān)系有何不同，并說明導(dǎo)致不同的原因（實驗報告：每組一份?。６?、樣品電極制備1樣品清洗（1） 將樣品放如入丙酮溶液的玻璃容器內(nèi)進行超聲清洗5分鐘；（2） 再將樣品放入盛有HF溶

4、液的塑料容器內(nèi)中浸泡10分鐘，取出后用去離子水清洗，烘干后待用。2電極制備（1） 將香少許香蕉水（或丙酮）倒入放有導(dǎo)電銀膠的玻璃容器內(nèi)，使干燥的導(dǎo)電銀膠溶解成糊狀以待用；（2） 取四根銅絲，每根銅絲兩頭用小刀或砂紙去掉漆包漆；（3） 用牙簽蘸少許導(dǎo)電銀膠將銅絲固定在樣品上，烘干后樣品電極即制備完成。（4） 最后將每根銅絲電極的另一頭焊接在相應(yīng)的金屬電極上，用萬用表測量電極連接情況。三、問題：（1）給出兩種獲得低溫的方法，并簡述它們的原理。（2）低溫下對低電勢或小電阻的直流測量應(yīng)注意哪些問題？如何處理？四、調(diào)研題目：寬禁帶半導(dǎo)體材料的電學(xué)性質(zhì)-電極制備、測量及其應(yīng)用 (可針對某一種具體材料某一方面進行調(diào)研論述，每人一篇?。┪?、實驗時間與地點