[發明專利]一種晶界電學特性的表征方法

在審

• 申請號: 201810077279.1
• 申請日: 2018-01-26
• 公開（公告）號: CN108254399A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 孫翊;李飄飄;劉暢;蒲華燕;羅均;彭艷;謝少榮;劉娜;楊揚;劉媛媛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01N23/2206
• 分類號: G01N23/2206
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王戈

本發明公開一種晶界電學特性的表征方法。該方法包括：利用掃描電鏡實時獲取氧化鋅樣品的微觀圖像，得到實時圖像；將實時圖像輸入神經網絡，識別出晶粒?晶界?晶粒結構；利用納米探針依次對實時圖像中的每個晶粒?晶界?晶粒結構施加電流，利用阻抗分析儀獲取電信號，得到氧化鋅樣品的電學特性曲線。本發明公開的方法可以實現對氧化鋅壓敏陶瓷微觀特性的自動表征，提高研究效率。

技術領域

本發明涉及微納技術領域，特別是涉及一種晶界電學特性的表征方法。

背景技術

氧化鋅壓敏陶瓷優異的非線性特性使得其在電力系統和電子線路過電壓保護方面得到廣泛的應用。研究表明這種非線性特性源于晶界勢壘，因此需要首先弄清“晶粒—晶界—晶粒”這種基本的電壓敏功能單元的導電機理，才能更加深入解釋壓敏電阻的導電機理，進而建立起壓敏電阻的電性能與物理本質間的量化關系。目前對氧化鋅壓敏陶瓷微觀特性的研究主要依靠操作人員手工操作，效率低下。

發明內容

本發明的目的是提供一種晶界電學特性的表征方法，實現對氧化鋅壓敏陶瓷微觀特性的自動表征，提高研究效率。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種晶界電學特性的表征方法，包括：

利用掃描電鏡實時獲取氧化鋅樣品的微觀圖像，得到實時圖像；

將所述實時圖像輸入神經網絡，識別出晶粒-晶界-晶粒結構；

利用納米探針依次對所述實時圖像中的每個所述晶粒-晶界-晶粒結構施加電流，利用阻抗分析儀獲取電信號，得到所述氧化鋅樣品的電學特性曲線。

可選的，對所述神經網絡進行訓練的過程具體為：

利用掃描電鏡獲取氧化鋅樣品的多幅微觀圖像，得到多幅訓練圖像；

對每幅所述訓練圖像進行特征點提取和特征距離的計算，得到每幅圖像的晶粒-晶界-晶粒結構；

將多幅所述訓練圖像和每幅所述訓練圖像的晶粒-晶界-晶粒結構輸入到所述神經網絡中，利用所述神經網絡進行訓練。

可選的，在所述利用掃描電鏡獲取氧化鋅樣品的多幅微觀圖像，得到多幅訓練圖像之后，在所述對每幅所述訓練圖像進行特征點提取和特征距離的計算，得到每幅圖像的晶粒-晶界-晶粒結構之前，還包括：

對每幅所述訓練圖像進行二值化處理。

可選的，在所述利用掃描電鏡實時獲取氧化鋅樣品的微觀圖像，得到實時圖像之前，還包括：

將裝有納米探針的納米操作系統安裝在掃描電鏡的真空室中；

將所述氧化鋅樣品放置在所述真空室內的樣品臺上。

根據本發明提供的具體實施例，本發明公開了以下技術效果：本發明公開的晶界電學特性的表征方法，利用神經網絡自動識別出晶粒-晶界-晶粒結構，然后對每個晶粒-晶界-晶粒結構施加電流，并利用阻抗分析儀獲取電信號，得到氧化鋅樣品的電學特性曲線，實現了對氧化鋅壓敏陶瓷微觀特性的自動表征，提高了研究效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明晶界電學特性的表征方法實施例的方法流程圖；

圖2為本發明晶界電學特性的表征方法實施例中對晶粒-晶界-晶粒結構施加電流的施加順序圖；

圖3為本發明晶界電學特性的表征方法實施例中對神經網絡進行訓練的方法流程圖；