纳米测量电流误差来自哪里？

要测量弱电流，就必须理解各种潜在的误差源[1]，这些误差会造成人们所不希望出现的测量误差[2]。影响多种类型的纳米电子器件的测量结果的两种极为常见的误差源是摩擦生电效应和电化学效应（图2）。



图2：导体和绝缘体之间的摩擦所产生的电荷将引发所谓的摩擦生电[3]（Triboelectric）电流。摩擦作用从导体上掠走自由电子，从而造成电荷不平衡性，这相应产生了电流，共轴电缆中的绝缘体和导体的相互摩擦作用就是这样的一个例子。误差电流[4]也会由于电化学效应而引起，在这种过程中，离子性的化学物质会在两个导体间形成微弱的电池。印刷电路板上的腐蚀溶液、助焊剂或者其他沾污会在导体间形成几个nA的电流。

导体与绝缘体间的摩擦所产生的电荷将引发摩擦生电（Triboelectric）电流。摩擦作用从导体上掠走自由电子，从而造成电荷不平衡性，并相应形成电流。典型的实例是如图中所示的同轴电缆中的绝缘体和导体一起摩擦而产生的电流。“低噪声[5]”电缆大大降低这一效应。在它的外屏蔽之下，内绝缘体往往是涂覆石墨的聚乙烯。石墨起到润滑的作用并构成了一个导电的等电位筒，以保持电荷平衡，并最大限度减少电缆运动所致的摩擦产生的电荷。不过即使是低噪声的电缆在承受震动、拉伸和收缩时也会产生一定的噪声，因此应该尽可能缩短所有的连接线，而且避免温度变化（会产生热膨胀力），最好把电缆用胶带粘贴或者捆绑到无振动的表面上，如墙面、工作台或者刚性的结构上。