В таких экспериментах, как измерение тока выключенного состояния транзистора, измерение удельного сопротивления материалов с высоким сопротивлением, электрические характеристики наноустройств, сканирующий зондовый микроскоп и т. Д. Когда размер устройства уменьшается до нанометрового уровня или материал очень тонкий, ток утечки и измеренный ток сами по себе чрезвычайно малы. На этом уровне экспериментаторы должны бороться с различными шумами и помехами, включая тепловой шум, вибрационный шум и даже заряд, создаваемый молекулярной ионизацией воздуха.

Эксперименты с таким крошечным током требуют тока менее 100 ФА (то есть 10 ^ - 13} ампер), а для измерения тока ниже 100 ФА обычный мультиметр бесполезен. Необходимо использовать специальное оборудование и технологии.

1. Элемент измерения электростатика / источника: это основное оборудование. Высокоточные электростатики или SMU могут измерять ток до 0,1 fA или даже ниже. Они используют специальную технологию « виртуальной земли» и сверхвысокое сопротивление обратной связи (например, > 10 ^ 14} Ом).

2. Тройной коаксиальный кабель: трехосный кабель с двойной защитой соединяет измеренное устройство и электростатический измеритель. Внешний экран заземлен, внутренний экран приведен в тот же потенциал (технология защиты), что и центральный проводник, чтобы минимизировать ток утечки и паразитную емкость кабеля.

Защита и заземление: вся тестовая система (включая зондовый стол) должна быть помещена в хорошую клетку Фарадея (металлический экранный ящик) для защиты от внешних электромагнитных помех.

Контроль окружающей среды: Очень важно контролировать влажность, потому что влажный воздух образует проводящие пути на изолированных поверхностях, вводя огромный ток утечки. Измерения обычно проводятся в сухой азотной среде или вакууме.

Вибрационная изоляция: механическая вибрация может привести к небольшому смещению кабеля и разъема, создавая электрический шум трения, который является значительным источником шума при измерении высокого сопротивления.

Чтобы решить проблему с токовым залом 100fA, можно использовать вакуумный зондовый стол KT - Z1604T, несущий стол из нержавеющей стали 60x60, стол может нагреваться до 1 до 350 °C. Вакуумная полость имеет воздухозаборник и вакуумный интерфейс. Рука зонда перемещается по трем осям X / Y / Z, три направления могут быть отрегулированы прецизионным перемещением в вакуумной среде, где диапазон регулирования направления X: 0 - 30 мм; диапазон регулирования направления y: 0 - 20 мм; диапазон регулирования направления z: 0 - 20 мм; Пользователь может регулировать себя по мере необходимости. При использовании устройство, подлежащее обнаружению, прикрепляется к нагревательному столу, а затем тонко настраивает ход кронштейна зонда X / Y / Z в направлении, наблюдая через микроскоп, так что зонд, направленный на точку обнаружения, может быть обнаружен.