仪器测量中灵敏度/分辨率的挑战

　　仪器操作中繁琐的编程工作以及神秘的种种细节会分散工作繁重的研究者的精力。许多电特性测量工具都极为复杂，而且它们的数据传输机制极为冗琐，需要大容量的存储介质。图形分析所花费的时间也过长。学习和编程设定的工作会占用本来应该用于研究的时间。

仪器的用户友好性具有重要意义，无论对研究者还是那些选取新的发现并将其转化为实际产品的设计工程师和制造专业人员来说，都是如此。最新型的电气测量系统应当基于PC，支持人们熟知的Windows操作系统所特有的点－击、剪切－粘贴和拖－放功能。这些系统功能可以缩短学习曲线，从而让测试的建立、执行和分析在时间上更富有效率。

第三个测试方面的挑战是灵敏度和分辨率。仪器的灵敏度一般是由其最低的测量范围除以分辨率来量度的。分辨率是可以观察到的信号的最小比例。图1所示的曲线证明了这一指标的重要意义，图中示出了纳米级金属－氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）的栅极漏电流的测量结果。所测量到的电流的范围从30fA变化到约170fA。这一测量需要的电流灵敏100aA（100E－18A）。无论何种情况，所要求的灵敏度都取决于应用。

图1：纳米MOSFET的栅极漏电流范围是30fA至约170fA