
霍爾效應(yīng)測試是半導(dǎo)體、光電材料等領(lǐng)域表征電輸運(yùn)性質(zhì)的核心手段,主要通過測量霍爾電壓推導(dǎo)材料關(guān)鍵電學(xué)參數(shù),對樣品的形態(tài)、尺寸等也有明確要求,具體內(nèi)容整理如下:
霍爾效應(yīng)測試內(nèi)容
霍爾效應(yīng)測試的核心目標(biāo)是獲取材料的關(guān)鍵電學(xué)參數(shù)。首先會判斷材料的導(dǎo)電類型,區(qū)分是以電子為主要載流子的N型材料,還是以空穴為主要載流子的P型材料;隨后測量單位體積內(nèi)自由載流子,即電子或空穴的數(shù)量,也就是載流子濃度;同時會測定反映霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱、可輔助判斷載流子類型與濃度的霍爾系數(shù),以及材料本身的固有電阻特性即電阻率;*后表征載流子在電場作用下的移動能力,得到直接影響材料導(dǎo)電性能的遷移率參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)操作層面,除參數(shù)測定外,還會包含原理驗(yàn)證與誤差消除環(huán)節(jié):一般會采用對稱測量法消除愛廷豪森效應(yīng)、不等位電勢等副效應(yīng)的干擾,測繪霍爾電壓隨控制電流、勵磁電流變化的關(guān)系曲線,*終也可根據(jù)測量結(jié)果計算得到霍爾元件的靈敏度參數(shù)。

霍爾效應(yīng)測試樣品要求
結(jié)合通用測試標(biāo)準(zhǔn),樣品需要滿足多方面要求。形態(tài)方面,常規(guī)測試優(yōu)先選擇薄片或薄膜材料,如果是生長在基底上的薄膜,要求基底必須不導(dǎo)電,也可將粉末壓制成合適尺寸后測試,測試對象多為半導(dǎo)體材料,粉末樣品一般需要提供約3ml體積的試樣。
尺寸方面,固體樣品推薦制作成8-11mm見方的方片或圓片,10mm×10mm是*優(yōu)尺寸;導(dǎo)電層厚度在10-500nm之間*佳,樣品整體總厚度不能超過2mm,同時要求樣品整體均勻平整,不能存在孔洞、褶皺或污染等缺陷,如果是薄膜樣品,必須提前確認(rèn)清楚薄膜自身厚度,因?yàn)闇y試計算時需要輸入該參數(shù)。
電極與導(dǎo)電性方面,采用范德堡法測試需要制作四點(diǎn)歐姆接觸電極,四個電極分布在正四邊形樣品的四個頂角;如果樣品電阻超過100Ω,必須制備金、銀或銦材質(zhì)的金屬電極。樣品本身需要具備一定導(dǎo)電性,絕緣材料無法直接測試,且樣品電阻不宜超過200MΩ。
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