電極的制作方法詳解

電極指電子或電氣裝置、設備中的一種部件，用做導電介質(zhì)（固體、氣體、真空或電解質(zhì)溶液）中輸入或導出電流的兩個(gè)端。

樣品在進(jìn)行電輸運測量前，首先要制作電極，而電極的制作方法和制作質(zhì)量的不同、會(huì )導致接觸電阻差異非常大！所以，要格外注意。

電極的制作方法有：導電銀膠法、壓銦法、鍍膜法、點(diǎn)焊法等。下面，我們逐一介紹。

1．導電銀膠法；2．壓銦法；3．鍍膜法；4．點(diǎn)焊法。

導電銀膠法:

導電銀膠是固化后或干燥后，可以導電的一種粘結劑。其主要由導電的金屬銀顆粒和環(huán)氧樹(shù)脂組成。

市場(chǎng)上有很多品牌和型號的銀膠，其銀粉顆粒大小不同，與環(huán)氧膠的比例不同，因而性能差異很大。我們試用過(guò)幾個(gè)品牌的銀膠，發(fā)現美國杜邦5007E可以用于低溫下輸運測量。接觸電阻最好時(shí)，可以達到幾個(gè)歐姆。

使用方法：將鉑絲（直徑約20um）的尖端粘一些銀膠，而后放置在樣品所需之處，大約15min，銀膠干燥了就可以了。

優(yōu)缺點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，不破壞樣品；但是，接觸電阻往往隨溫度變化而變化。

壓銦法：

銀膠法雖然簡(jiǎn)單，但是當樣品表面有一層氧化膜時(shí)，此方法就無(wú)法使用了。此時(shí)就要用“壓銦法”來(lái)解決。

壓銦法是將一小段銦絲，用硬物反復地壓、擦于樣品需要制作電極的地方，一直到樣品局部表面層破裂，金屬鋼滲入到破裂的縫隙中為止。

然后，將鉑絲放置在該處，之后有兩種方法處理：一種方法是繼續壓銦在鉑絲上面，通過(guò)銦的形變來(lái)保持鉑絲和鋼牢牢地接觸；另一種方法是用電烙鐵微微加熱，使鉑絲和錮熔合在一起。

壓銦法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、容易；缺點(diǎn)是失誤率較高，且破壞樣品，對于較小、較薄的樣品，很難操作。

鍍膜法

現在有很多種鍍金屬薄膜的方法，如熱蒸發(fā)、磁控濺射、電子束蒸發(fā)等。在樣品上覆蓋掩模板,就可以在特定的區域鍍上一層金屬膜作為樣品的電極。

鍍膜法的好處是，它可以在真空中完成，因此，樣品不會(huì )被空氣氧化；另外，通過(guò)選取合適的金屬，可以制作出接觸電阻很小的電極；再有，通過(guò)精加工的掩模板，可以使電極的形狀非常規則。尤其在測量霍爾電壓時(shí)，這會(huì )非常重要。這是因為橫向霍爾電壓電極的位置是否在等電位上，對減少縱向電阻分量影響至關(guān)重要。

鍍膜法雖然對工藝要求高一點(diǎn)，但是優(yōu)點(diǎn)太多，因此越來(lái)越多的實(shí)驗組采用這個(gè)方法了。

點(diǎn)焊法

例如，超聲金屬點(diǎn)焊機，其原理是把超聲波的振動(dòng)轉換成電極與樣品表面的摩擦運動(dòng)；在摩擦過(guò)程中，樣品上金屬的氧化層會(huì )破壞掉，并且產(chǎn)生熱量使金屬變軟，分子更活躍；同時(shí)對其施加壓力，使電極端面與金屬面互相浸入而形成分子間的熔合。

制作時(shí)，首先要在樣品上需要制作電極的地方鍍一小塊金屬膜（一般是金膜），然后將金線(xiàn)一端點(diǎn)焊在金膜上面，金線(xiàn)的另一端，連接在外部測量點(diǎn)上。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是：接觸電阻可以很小，電極點(diǎn)也可以很?。?/span>20um），因此可以適用于很小的樣品；金屬線(xiàn)和金屬膜可以選用同種金屬，以徹底消除接觸電勢、熱電勢和熱脹冷縮等的隱患。缺點(diǎn)是：制作相對麻煩，接觸點(diǎn)不及銀膠法牢靠，對制作工藝要求稍高些。

總之，制作電極有很多種方法，不同的方法效果也不同。當我們準備測試一個(gè)新的樣品時(shí)，要試驗幾種電極制作方法，并比較它們的結果，如接觸電阻、接觸勢壘大小、冷熱循環(huán)后電極變化情況等，最后選擇一種最好的方法來(lái)制作電極。

在電輸運的實(shí)驗研究中，電極制作是基礎的基礎，務(wù)必要精心準備！否則，我們的實(shí)驗數據要么有規律無(wú)法發(fā)現；要么就是系統誤差導致的假象規律，要么就是噪聲很大而無(wú)法使用的數據！