Lake Shore创新发布SMU源测量模块！集交直流与锁相检测于一体，攻克纳米级与超低温表征难题
发布日期：2025-05-07
在纳米技术和量子科学蓬勃发展的当下，对纳米级与超低温样品进行精密测量的需求日益增长，无论是特种传感器晶体管的研究、纳米机电系统（NEMS）的性能优化，还是量子计算机读出电路的精准调试，都对测量设备的精度、功能多样性和稳定性提出了极高要求。
在此背景下，，Lake Shore 凭借深厚的技术积累和对市场需求的敏锐洞察，全新打造了集交直流测量与锁相检测于一体的源测量模块SMU。该模块是MeasureReady™ M81-SSM同步源测系统的最新组件，专为攻克纳米级与超低温样品的精密测量难题而设计，具有极低的源噪声和超高测量灵敏度，旨在为前沿科研应用提供一套完整、高效的测量解决方案。
全新SMU-10将实验室级别的高灵敏度选择性交流检测技术，以便捷的方式引入半导体设计与测试领域。工程师们可通过熟悉的"四合一"源表架构，轻松实现超灵敏、低噪声的精密测量。
M81主机搭配源测量SMU模块
多端子器件测试的理想之选
源/测量功能
在低温探针台测试多端子器件时，可采用配备SMU-10模块的M81-SSM系统，向被测器件（DUT）施加电压或电流并测量对应响应。该源表特有的拓扑结构可将探针臂数量减少一半，显著降低热干扰影响。用户可设置合规限值，防止被测器件因意外过载而损坏。
高级电阻测量模式
M81-SSM的高级电阻模式能有效补偿低温环境下寄生电容导致的相位偏移，确保电阻测量更精准。该技术可大幅降低误差，提升测量精度。
四线制电压监测
特别适合大电流器件测试。通过Sense-HI和Sense-LO引线，可在输出电流时进行四线制测量，实现器件内建电压的实时监测。
同步采样技术
采用自主研发的MeasureSync™技术，确保多个SMU-10模块在交/直流测量中的时序同步，彻底消除数据失准误差。
应用场景
SMU-10模块特别适用于低功耗测试应用中具有挑战性信噪比要求的场景，主要包括以下领域：
• 特种传感器晶体管的I-V特性测试
• 纳米机电系统(NEMS)的电气性能表征
• 量子计算机读出电路的精密测量
• 新兴纳米级半导体器件（包括sand集成电路）的研发测试
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M81主机是M81 SSM系统的核心。根据订购的型号，仪器支持 2、4 或 6 个通道，分别包括 1、2 或 3 个信号源和 1、2 或 3 个测量单元。每台 M81 仪器可管理 1 至 3 个信号源通道和 1 至 3 个测量通道，以便在单个测试序列中测试多个被测器件或样品，而不会因线路复杂化和信号切换造成信号劣化。此外还可以将多台仪器组合起来，进一步提高信号源和测量通道的能力，而不会降低模拟性能，同时利用 MeasureSync™ 对系统内所有信号通道进行定时同步。
M81采用主机与模块的搭配方案
该主机以 MeasureReady™ 仪器平台为基础，采用图形化触摸屏界面进行编程控制和监测。其符合人体工程学设计的前面板具有 TiltView™ 显示屏，无论是在工作台上还是安装在机架上，都能获得较佳的可视性。它还支持标准 LAN、USB 和 GPIB 通信。
M81主机
M81-SSM采用主机和模块搭配使用的方案，一个主机可以同时扩展至多3个源表模块以及至多3个测量模块，每个模块均可以适配直流以及最高100kHz的测量范围。除了以上提到的SMU模块以外还有以下模块可供选择：
1. VM-10 电压测量模块
该模块提供分辨率从低纳伏到 10 V 的直流至 100 kHz 电压测量，包括振幅、相位和谐波检测功能。专有的无缝量程技术允许在增减量程时进行连续测量。
VM-10 电压测量模块
2. CM-10电流测量模块
该模块可在直流至 100 kHz 范围内，以接近零的输入偏移电压测量 fA 至 100 mA 的电流，包括幅值、相位和谐波检测功能。该模块还具有可配置的硬件和软件滤波功能。
CM-10电流测量模块
3. BCS-10电流源模块
该模块提供 1 pA 至 100 mA 的可编程电流，最大符合 ±10 V 的直流输出至 100 kHz 正弦输出。BCS-10 源自 Lake Shore 前沿的 372 型交流电阻电桥，采用差分或平衡设计，有助于减少或消除低温恒温器和其他研究设备中经常遇到的接地回路。它扩展了 372 型平衡源的功能，增加了可变频率和振幅编程能力，在保持出色噪声性能的同时，提高了灵活性。
BCS-10电流源模块
4. VS-10电压源模块
该模块可提供 ±1 nV 至 ±10 V 的可编程电压，最大符合 100 mA 的直流至 100 kHz 正弦输出。VS-10 适用于栅极偏置、电压扫描 I-V 曲线剖析，以及需要高稳定电压并结合电流、电阻/电感和其他材料或电子器件测量的应用。
VS-10电压源模块
综合以上这些测量方案， M81-SSM 的强大功能不言而喻，能够为广大科研工作者提供表征多种测试结构（包括纳米结构、单层和多层原子结构、MEM、量子结构、有机半导体和超导材料）的超卓解决方案。
此方案由Quantum Design和Lake Shore联合推出，整套仪表与PPMS无缝结合，软件易用无需额外编程，且完全支持对PPMS的控制，真正实现了外接源表的一站式测量方案。如您对此感兴趣，欢迎随时与我们联系，目前我们QD中国样机实验室也提供了免费样品Demo测试的服务，欢迎点击或扫描下方二维码体验。
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