无源器材的电丈量一般遵从以下简略流程：经过某种办法对样品进行鼓励，并丈量其对鼓励的呼应。这种办法也可用于丈量具有无源和有源特性的器材。经过恰当的办法，源-丈量(source-measurement)算法能够用于表征能量源。燃料电池和电池的阻抗谱(impedance spectroscopy)便是这类丈量的实例。
对纳米微粒(nanoscopic particle)来说，这种通用的源-丈量检验办法能够定量丈量阻抗、电导和电阻，这些丈量值提醒资料的要害功用。即使资料终究并非运用于电路，这种丈量办法仍然适用。
需求留意的问题
丈量纳米微粒需求要点留意以下状况：
1.纳米微粒无法接受微观器材负载的电流值(除非是超导资料)。这意味着检验时，有必要当心操控电流鼓励的巨细。
2. 纳米微粒无法接受传统电子器材或资料(例如晶体管)与周围器材之间那么高的电压。其原因是器材的尺度较小，互相的间隔更近，质量也更小，周围强电场发生的力会影响器材。此外，同纳米微粒相关的内部电场强度也很高，因而施加电压时要十分当心。
3. 由于纳米器材很小，发生的寄生电感和电容也较低，这一特点在电路运用中尤为杰出。与相似的微观器材比较，其开关速度更快、功率损耗更低。但是，这也意味着丈量此类器材I-V曲线的检验仪器在盯梢较短反应时刻的一起有必要对小电流进行丈量。
由于纳米级检验运用中鼓励和丈量的电流值一般都很低，需求恰当地挑选和运用仪器来完结准确的电气特性检验。除了活络度高之外，丈量仪器的呼应时刻也要短(有时也称为高频宽)，这些要求与DUT的低电容值以及低电流时敏捷的状况转化有关。
丈量拓扑结构的挑选
需求指出的是，源-丈量检验的电路开关速度遭到运用的仪器跟从器材状况的速度约束。假如检验的拓扑结构没有经过优化，这一点尤为杰出。
现有的丈量拓扑结构是电流源/丈量电压或电压源/丈量电流两种。
在丈量低阻抗器材(低于1000Ω)时，电流源/丈量电压的办法一般会取得最好的成果。安稳的电流源加载到低阻抗器材时，较简略得到好的信噪比，这样能够完结准确的低电压呼应丈量。
另一种挑选是电压源/检验电流，但这种办法并不适宜低阻抗丈量。为了坚持器材的低电流以及防止破坏性发热，要求施加的电压极低。低电压状况下，电压源会将 额定的噪声引进到丈量电流(呼应)中。换言之，在加载的总电压中很大一部分是电压源的噪声电压。其他，低阻抗负载状况下电压源安稳性也差一些。有些电流测 量问题与仪器的电压担负(安培计输入端发生的电压)有关，这也会引进额定的差错。
丈量高阻抗器材(阻抗值大于10,000Ω)时，电压源/丈量电流的办法是最好的挑选。很简略完结驱动高阻抗的安稳电压源。当将一个规划杰出的电压源加载 到高阻抗器材时，将对DUT和检验电缆的杂散电容快速充电，并敏捷到达终究的输出值。选用恰当的安培计能够准确地丈量DUT的低电流呼应。
另一种办法是电流源/丈量电压，这种办法在高阻抗丈量中将会出现问题。为了在实践丈量中坚持电压呼应满足低，有必要选用低电流值，这意味着电路要用很长时刻 对器材和检验电缆的杂散电容充电。此外，高电压丈量电路也会从DUT中分流一部分源电流。由于这部分电流没有被丈量，因而这部分电流会形成丈量差错。
电噪声
丈量的拓扑结构也会影响电噪声，并终究约束丈量的活络度和精度。关于选用电流源鼓励的低阻抗电压丈量来说，丈量电路对DUT的电压噪声和阻抗较为活络。
这个公式标明跟着DUT电阻值的进步噪声值会下降。
关于一切尺度的微粒来讲，除Johnson噪声之外，还或许存在与挑选的丈量拓扑结构有关的噪声增益。噪声增益指的是丈量体系中噪声的寄生扩大，假如挑选 正确的丈量拓扑结构，这种噪声增益将不存在。例如，在一个电压源/丈量电流的拓扑结构中，在许多电流丈量电路(安培计)中都选用运算扩大器，如图1所示。 为了减小噪声增益，关于非反向输入端子，安培计电路有必要在低增益条件下作业。
源-丈量仪器商用的直流源-丈量单元(SMU)是一种可用于纳米资料和器材检验的便当东西。SMU能够主动改动丈量拓扑结构，例如能够在电压源/丈量电流和电流源/丈量电压之间敏捷转化。这样能够在最大化丈量速度和精度的一起很简略地下降丈量噪声。
像前面说到的碳纳米管(CNT)那样，一些纳米微粒运用于不同外场时会改动状况。当进行此类资料的研讨时，能够对SMU进行装备来供给电压源，并对处于高 阻态的纳米粒子丈量电流。假如资料处于低阻态，则转化到电流源/电压丈量来取得更高的精度。此外，SMU还带有电流验证功用(compliance function)，能够主动约束DC电流，防止电流过大损坏待测器材或资料。相似地，当选用电流源时也有电压验证功用。
运用验证功用时，SMU能够输出满足要求的电流/电压源值，除非超过了用户的验证值。例如，当SMU设定在电压源状况，并预设了验证电流值，假如超过了这 个验证值，SMU当即主动转化为恒流源，其输出值将安稳在验证电流值。相似地，假如SMU设定在电流源状况，并设定了一个验证电压，当DUT的阻抗和电流 源开端使电压高于验证值时，SMU将主动转化到电压源(验证电压)状况。
像CNT开关之类的纳米级器材能够快速改动状况，而仪器的状况转化则并不能在瞬间完结。关于不同的SMU形式，开关时刻在100ns到100μs之间。尽 管关于盯梢纳米微粒的状况转化来说，这样的开关速度还不行快，但这么短的时刻现已满足在每个状况下完结准确丈量，一起将DUT的功率损耗约束在可接受水 平。
低功率脉动技能
关于纳米级资料的检验来说，挑选正确的丈量拓扑结构来进步丈量的速度和下降噪声仍然不行。例如，某些CNT的开关速度是传统CMOS晶体管开关速度的 1000倍。这关于纳安级的商用皮可安培计(picoammeter)来说太快了。这类器材的丈量要求选用更高速的阻抗丈量技能。
低功率脉动办法(pulsing technique)能够部分地处理这个问题，这种技能现已能够用在一些SMU规划上。这种概念是选用很高的检验电流或检验电压，在很短的周期中施加这种 大鼓励。较大的鼓励能够下降源噪声(经过进步信噪比)，并且能够改进电压脉冲和电流脉冲信号的上升或安稳时刻。低噪声的鼓励源需求较少的滤波处理，并答应 更短的源鼓励周期时刻(更窄的脉冲宽度)。较大的源鼓励能够进步呼应电流或电压，这样能够有更宽的仪器挑选规模，进一步下降噪声的影响。由于下降了噪声， 能够缩短丈量的收集时刻，然后进步丈量速度。
防止自发热问题
一个或许的差错源是过高的电流经过DUT时引起的自发热，这样的电流乃至或许引起采样的严峻毛病，因而在器材检验过程中仪器有必要能主动约束电流源。可编程 的电流和电压验证电路是大多数带有脉动电流功用、根据SMU检验体系的规范功用，某些低阻结构时应防止自发热。
当需求进步检验电流时，电流值有必要确保不能引进过多的能量，防止将DUT加热到失效温度 (纳米器材能接受的热量很低，所以器材耗费的总能量有必要坚持在很低的水平)。其他，还有必要十分当心检验电流值，使其坚持满足低以确保DUT的纳米级通道不 会饱满。例如，直径为1.5nm的电流通道严厉约束了单位时刻内可经过电子的数量。某些纳米级其他器材在导电状况只能接受几百纳安的电流。因而，即使在脉 动运用中，器材的饱满电流现已约束了可加载的最大检验电流。
下面的公式描绘了脉动形式下负载循环和丈量时刻怎么影响DUT的功耗。为了核算脉动形式下的功耗，要将视在功耗(V*I)与检验鼓励的时刻相乘再除以检验重复率：
选用低阻衔接，例如经过纳米操纵器(nanomanipulator)，脉动形式还可用于状况密度丈量。脉动形式还能够丈量本来由于微粒的自发热无法完结的I/V方位丈量。
可挑选的其他丈量仪器
高档的AC+DC电流源带有脉动形式，如Keithley的Model 6221。该波形发生器答运用户优化脉冲电流值、脉冲间歇、脉冲宽度，并且可与纳伏电压计之类的丈量仪器同步触发。经过内建的同步机制，纳伏电压计能够在 施加脉冲之后数微秒内开端读数。这一功用极大简化了微分电导丈量，并且答应丈量从10nΩ到100MΩ的电阻。这样的仪器组合是AC电阻电桥和锁相扩大器 丈量的高功用替代挑选。
选用这些先进的仪器丈量微分电导，比过去的办法速度快10倍并且噪声更低。这种丈量在单次扫描中完结，而不是取屡次扫描成果的平均值，平均值办法的丈量时 间较长并且更简略发生差错。此外，这些仪器还能够在增量形式(delta mode)下运用，能够进一步进步精度。总归，与其他检验办法比较，这些技能能够将丈量的准确度进步三个数量级。
电阻抗谱
电阻抗谱同许多运用纳米资料的器材都相关。一个比如是电化学电池，这种电池在膜电极组件(MEA)上选用纳米级资料作为催化剂。电池复数阻抗的电抗重量提 供了在电池阴极和阳极处化学反应速度的直接丈量—这是催化效果的直接反映。在其他运用中，电抗重量能够反映出资料介电电荷的散布以及外电场效果下资料介电 功用从头取向的难易。
这种技能早已逾越了直流电压或电流下的简略阻抗丈量。复数阻抗是一种沟通(或脉动直流)特性，能够用具有幅值和相位的矢量来表述。相位描绘了电压或电流激 励(零参阅相位)与呼应电流或电压在时刻上的联系，以及成果的电流或电压呼应。在任何频率下，阻抗都能够选用幅值和相角来表述。复数阻抗有必要在某特定的激 励频率下核算，由于器材能够简化为一个电阻与电容或电感串联或并联的模型，其相角必定跟着频率改变。
经过丈量复数电压和电流，能够用复数电压除以复数电流核算得到矢量阻抗，这只需求在每次电压和电流丈量下记载相对时刻。经过核算复数傅立叶改换得到终究成果，该改换将时域数据扩展到频域。
由于复数阻抗相角表明鼓励和得到的DUT呼应之间的时刻差(提早或拖延)，由于任何相角能够用下面的联系式转化成时刻。
这是在鼓励和呼应之间的时刻偏移，与是电压仍是电流鼓励无关。因而，假如咱们在电压和电流丈量时记载时刻，咱们能够经过恰当的数学变
换核算出复数阻抗。
咱们现已评论了恰当丈量拓扑结构的挑选对下降噪声和进步体系速度的重要性。其他，为了准确表征复数阻抗，仪器和丈量办法还需求适宜的采样频率。并且，为了 核算阻抗，仪器需求有一个安稳的时基。要求的采样频率、收集时刻和数学改换取决于精度和DUT复数阻抗的性质。
