激光测振仪和悬臂梁联用技术在薄膜应变及压电系数测量中的应用

激光测振仪和悬臂梁联用技术在薄膜应变及压电系数测量中的应用

一、技术背景与设备基础

北京华测试验仪器有限公司（以下简称"华测仪器"）作为专注于材料电学性能检测的高新技术企业，其功能材料电学综合测试系统为薄膜测量提供了高精度平台。在压电薄膜研究中，激光测振仪与悬臂梁的配合测量方案，可实现对薄膜应变及压电系数E31、D31、E33的精准标定，为传感器、储能器件研发提供关键数据支持。

二、测量原理与方法

1、悬臂梁应变测量体系

采用定制化悬臂梁装置，通过施加机械载荷诱导薄膜产生应变。华测仪器的极化装置与高压放大器可精确控制加载条件，配合激光干涉仪实时捕捉微米级形变数据，应变灵敏度强。

华测仪器薄膜悬臂梁测试夹具

2、压电系数测量技术路径

横向压电系数E31/D31：通过测量悬臂梁弯曲时薄膜表面电荷密度（D31）与机械应变（S1）的对应关系，结合公式E31=ΔD3/ΔS1实现计算纵向压电系数E33：利用垂直方向极化装置施加电场，通过激光干涉仪测量厚度方向应变响应，依据E33=ΔS3/ΔE3进行推导。

三、系统关键技术优势

激光测振仪配合高低温冷热台对压电器件测量

1.连接到Huace FE-3000铁电分析仪上的激光测振仪可精确测量沉积在悬臂和膜上或沉积在基板上的压电薄膜的压电系数；

2.铁电测试系统与激光测振仪相结合，在D33振动过程中可以达到0.2pA(0.02nm)分辨率；

3.高低温冷热台可以添加到薄膜压电测试套件中，可以在单个样品在 -196℃至 600℃℃的温度中进行测量。

激光测振仪配合悬臂梁测量对薄膜应变测量

激光测振仪与薄膜压电测试(E31)相结合，可测量沉积在悬臂上的压电薄膜的压电系数(E31、D31和E33)。 应用场景：压电疲劳、压电老化、过程监控。

华测仪器测试夹具