基于电阻测量的高通量实验方法开发与应用

发布时间：2022-01-24 17:21

　　材料科学的进步关乎人类文明进程和人类福祉,层出不穷的新材料不断地改变这个世界,也同时改变我们的生活方式。然而受限于材料的复杂性和计算机性能的限制,材料研究目前依然主要依靠耗时费力的试错性的实验来完成,这使得材料的进步远远不能满足人们的需求。组合材料科学的出现和发展为材料研究提供了一条“捷径”。利用高通量制备和表征测试技术,从前需要花费数个月的时间才能够完成的实验只需要几天即可完成,大幅度提高材料的研发效率,降低了实验成本。本课题受组合材料思想启发,开发出一系列基于电阻测量的高通量实验方法并将其应用于复杂材料体系的研究中。首先开发出高通量扫描四探针电阻测试系统,该系统可以在无人值守的情况下几个小时内完成上千个样品点的电阻测试并自动描绘二维电阻分布图。该系统首先应用于潜在的金属玻璃的筛选。根据合金的结晶态和非晶态电阻率的巨大差异,结合自动X射线衍射技术,成功地使用电阻测试方法在众多样品中筛选出呈非晶态的样品。这一方法的有效性在AlCuV、PdSiW、NiNbV三个材料体系的四个不同成分区间的样品库研究中得到确认。这种方法可以对未知材料体系的玻璃形成能力进行初步筛选,避免时间浪费在已经结晶的... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：113 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－３材料基因组计划示的几个组成部分和应用??

ｉｉｏ＾ｒｏｃｔｏｇ?ｉｉ；｜??图１－２?Ｘｉａｎｇ等人使用分立掩模方法制备髙温超导体组合材料芯片照片Ｍ。??图１－２所示为组合材料方法领域的开创性工作，采用二进制模板在一块石英??基底上合成１２８个不同成分的铜氧化物高温超导体组合材料样品库［１４］。通过这种??方法，作者在短时间内筛选到前人花费多年时间获得的商温超导体。这项：￡作后??来被认为是组合材料科孛的开端，为后续组合材料研究荑定了基础。??２０１１年，组合材料学的发展迎来一个历史契机，荑肩开启了致力于加速材料??研制到应用进程的材料襄国组计划（Ｍａｔｅｒｉａｌ?Ｇｅｎｏｍｅ?Ｉｎｉｔｉａｔｉｖｅ）?〇其卖癘内容：是??通过运．甩髙通量耝合材料研究手段加速其关键新材料的研发和应用。其中高通橐??实验成为瀵要组成部分，与高逋量计算、材料科学数据库三者共举，相互促进??（如图１－３）。??Ｉ?拿?／?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?＼?吸?＼??／?／?Ｔ〇〇ＩＳ?＼?＼??ｒ?Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?Ｄｉｇｉｔａｌ?－??Ｔｏｏｌｓ?Ｄａｔａ?１??＼Ａ?）ｉ）??＼?Ｍａｔｅｒｉａｌｓ?Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ??＼＼＼?Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?／?／??图１－３材料基因组计划示的几个组成部分和

种：分立模板方法、连续模板方法和无模板共沉积方法。??１．３．１分立模板方法??．團ｌ－４（ａ）为用子脅成图１－２所示组会材料样品库：．（．ｃｏｍｂｉｎａｔｏｒｉａｌ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ｌｉｂｒａｒｙ）??的二进制模板示意图。这种方法通过ｎ块不同模板的反复姐合，可以获得个不??同成分的分立样品［１４］。在二进制分盒模板的基础上Ｍａｏ等人开发了四进制分立模??板［１５］，如图ｌ－４（ｂ）所示。通过不间的模板９０°旋转以及组合可以使用更少的模板??获得更多的样品。分立掩模方法可以根据需要制备出成分均一性良好且相互独立??的薄膜样品。然而这种方式也同样存在弊端，例如复杂的模板系统需要特殊的设??计和精密的加工和装配，普适性有待提高。??（８．１６）????［１ＳＤＭ??（Ｕ）?Ｍｌ?Ｍ２?Ｍ３?Ｍ４??６ｉ－ｉｉ?＝??■?＝?Ｓ????Ｍ５?Ｍ６?Ｍ７????（ａ）??■?■■■■■■■?■■■■■■■鼸｜■■圓■■疆■?■??：ｓ：：ｉｌｓ：?ｓｓｓｓｉＳｌｊＳＳｓｓｇｇｓ；??：：：：：：：：：：：：：：：：?：：：：：：：：：：：：：：：：??，－．ｓｔｅｐ３?＾ｔ

【参考文献】：
期刊论文
[1]块体金属玻璃[J]. 张博,Jan Schroers.  物理. 2013(02)
[2]新型扫描近场微波显微术[J]. 高琛,项晓东,吴自勤.  物理. 1999(10)



本文编号：3606987