基于非接触法的超薄单层绝缘薄膜的相对介电常数测量仿真方法设计
编号:20
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更新:2026-03-26 15:06:16 浏览:24次
口头报告
摘要
针对厚度小于10 μm的超薄单层绝缘薄膜,非接触法测量其相对介电常数时,电极系统微小的不平行度将导致电场分布畸变,引入显著的测量误差。为解决该问题,提出了一种基于有限元分析与主动调控策略的电极不平行度控制方法。首先,根据真实电极系统的结构与材料属性,在有限元仿真软件中建立了包含倾斜角度的三维电场模型,量化分析了高压电极与测量电极之间的不平行度对极间电容及电场均匀性的影响。其次,引入精密压电驱动系统与闭环反馈机制,设计了基于电容-间距灵敏度的电极平行调控策略;通过数值仿真,系统研究了不同不平行角度下相对介电常数测量误差的变化规律。研究表明,当电极不平行角度超过0.01°时,边缘电场畸变加剧,导致电容测量值偏差呈非线性增长;对于介电常数为2~5的薄膜试样,随着不平行度增大,由此引起的相对介电常数测量误差可达6%。采用所提出的调控策略后,电极不平行度可被动态校正至0.0002°,相对介电常数的测量误差降低至0.037%。该方法为超薄绝缘材料的高精度非接触式介电测量提供了有效的误差抑制手段与系统设计依据。
关键词
超薄绝缘薄膜;非接触法;相对介电常数;电极不平行度;有限元仿真
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