高電圧・変位計測・電気磁気計測オプション

ラジアント・テクノロジー社製強誘電体テスターに高電圧オプションを接続することで、高電圧下における材料評価を可能にします。高電圧を発生させる高電圧アンプ：HVA、試料の破損によって生じる高電圧から強誘電体テスターを保護する等、４つの保護機能を有する高電圧インターフェース：HVI、そして、測定者を感電のリスクから守るための試料格納容器の役目を果たす高電圧テスト治具：HVTFなどから構成されます。計測時に異常放電が起きたとしても、試験中、そして、試験後の試料取り出し時に作業者の安全が確保される設計になっています。±10kV時でも優れた安全性を提供します。

高電圧インターフェース : HVI (High Voltage Interface)

高電圧アンプからの高電圧を試料に印加させる役割を果たします。また、高電圧印加時における試料破損の際に、その過負荷から強誘電体テスターを保護します。さらには、試験終了後の試料に残留する電荷を開放させ、作業者を試料回収時の感電リスクから守ります。

高電圧アンプ : HVA (High Voltage Amplifier) 10kV

強誘電体テスターからの電圧信号（±10V）を最大±10kVに増幅させ、試料に高電圧を印加する装置です。お客様のご要望に応じて、±500V、±2000V、±4000Vの各種ラインナップも充実しています。また、MEMS向け高速応答タイプといった、計測目的・条件に合わせた最適なアンプをご提案いたします。

高電圧試料固定器 : HVTF (High Voltage Test Fixture)

優れた絶縁性を有するテフロンで作製されており、最大10kVの印加が可能です。試料はチャンバー内の銅製電極で挟み込まれ、外部端子へと電気的に接続されます。チャンバー内を絶縁オイルで満たすことで、大気中で発生しがちなアーキング現象から試料を保護し、最大230℃までの環境に対応できます。変位計や温度変化ユニット付き等の機種も取り揃えております。

高温・高電圧試料固定器 : HT-HVTF (High-Temperature High-Voltage Test Fixture)

恒温槽や高温乾燥機といった600℃までの環境下で使用することができます。本器は耐高温物質で作製されていますが、とても脆いため落下等の衝撃に弱い特徴があります。そのため、取り扱いの際には注意が必要です。

d33 バルク圧電応答計測システム

AutoCal 230Cは、バルク圧電材料のd33を求めるために開発された、低価格と使い易さを追求した高性能な変位応答計測システム(HB-PTB)の次世代機です。光学式変位センサー、高電圧変位計測治具、アドバンスドピエゾソフトウェアから構成され、光学式変位センサーがバルク試料の変位（100nm以上）を検出し、加熱環境下での圧電定数d33を求めます。試料への高電圧印加は10kVまで可能です。加熱環境下での変位計自動校正機能を標準装備し、Visionソフトウェアの計測シーケンスとの組み合わせにより、手動計測に比べて大幅な計測時間の短縮が可能になります。加熱機構、変位計自動校正機能を持たない、安価なd33 バルク圧電応答計測システム(B-PTB)もございます。

e31薄膜圧電応答計測システム

カンチレバー上に形成された薄膜圧電試料の圧電定数を求めるために開発された応答計測システムです。変位センサー、固定治具、アドバンスドピエゾソフトウェアから構成され、変位センサーが電界の印加によって変形するカンチレバー先端の変位を捕捉し、その変位量を計測することでe31を求めます。変位量に応じて、光学式センサーやレーザードップラー型の提案が可能です。

・計測治具の特徴

このシステムで用いる固定治具は、同一試料における繰り返し試験では1%、また、取り外し／再取り付けの際の再現性においては2%の高い繰返し確度を有します。そして、光学式変位センサー、もしくは、レーザードップラー式振動計と組み合わせることで変位量の測定を行います。光学式変位センサーがおよそ50nmの精度で試料の変位量を検出するのに対し、ドップラー式振動計は0.02nmの分解能を有し、また、レーザースポット径が2µmと非常に小さいため、光学式変位センサーよりもカンチレバー先端のより微小な変位量の測定が可能です。ラジアント・テクノロジー社の非線形材料計測テスターに接続することで極めて微小な変位しか示さないPiezo MEMSの変位計測時には特に威力を発揮します。

強誘電性と強磁性を併せ持つマルチフェロイック材料は、電場（磁場）によって磁気（電気）を誘起する電気磁気効果を示すことから次世代電気／磁気デバイスの材料として注目されています。ラジアント・テクノロジー社が提供する磁気電気応答計測システムは、バルク体のみならず薄膜試料の磁場印加により発生する微小電荷を計測します。

磁気電気応答プログラムは磁場によって誘起されたマルチフェロイックキャパシター、または、磁気電気複合デバイスで発生した電荷を計測します。このプログラムは各種コイルや磁場センサーと組み合わせることでも計測可能です。

下図はPNZT薄膜に磁石を貼り付けた試料に対して磁気電気（ＭＥ）応答プログラムを使った計測結果になります。PNZTキャパシターの圧電定数と磁場コイルの計算強度から求めた理論値に対する実際の応答電荷は15%の範囲内でした。

強誘電体薄膜を利用した磁気電気MEMSのような、いくつかのＭＥデバイスでは、磁場の振幅で大きな電荷応答を生じます。一方、バルクセラミックＭＥデバイスは±50 エルステッドレベルの振幅では、とても小さな電荷レベルしか得られません。比較的大きい磁場振幅でのME 計測を実行するには、ヘルムホルツコイルをフィールドコイルに交換することで比較的簡単に実現できます。もちろん、そのフィールドコイルは駆動のために非常に大きな電流源を必要とします。このような磁場コイルについては弊社装置担当にお問い合わせください。