范德堡法

科技工作者之家 2020-11-17

范德堡法(van der Pauw)是一种常用于测量样品的电阻率和霍尔系数的技术。 它的功能在于能够精确测量任意形状样品的性质,只要样品大约是二维的(即它比它宽得多),固体(无孔)和电极 放在它的周边。 van der Pauw方法采用围绕样品周边放置的四点探针,与线性四点探针相反:这允许van der Pauw方法提供样品的平均电阻率,而线性阵列提供 传感方向的电阻率。[1] 这种差异对于各向异性材料变得很重要,可以使用蒙哥马利法(van der Pauw Method)的扩展来适当地测量。

条件使用这种技术必须满足五个条件:

1、样品必须具有均匀厚度的扁平形状。

2、样品不得有任何隔离孔

3、样品必须是均匀的和各向同性的

4、所有四个触点必须位于样品的边缘

5、任何单个接触的接触面积应至少比整个样品的面积小一个数量级。

样品制备为了使用van der Pauw方法,样品厚度必须远小于样品的宽度和长度。 为了减少计算中的误差,优选样品是对称的。 样品中也必须没有隔离孔1。

测量需要在样品上放置四个欧姆接触。 需要满足某些安置条件:

它们必须位于样品的边界上(或尽可能靠近样品)。

它们必须无限小。 实际上,它们必须尽可能小; 由非零尺寸给出的任何误差都是D / L阶,其中D是触点的平均直径,L是触点之间的距离。

除此之外,来自触点的任何引线都应该由同一批电线构成,以最大限度地减少热电效应。 出于同样的原因,所有四个触点应该是相同的材料。

测量定义1、触点按逆时针顺序从1到4编号,从左上角触点开始。

2、电流I12是注入触点1并从触点2中取出的正DC电流,并以安培(A)为单位测量。

3、电压V34是在触点3和4之间测量的DC电压(即V4-V3),没有外部施加的磁场,以伏特(V)为单位测量。

4、电阻率ρ以欧姆·Ω(Ω·m)为单位测量。

5、样品t的厚度以米(m)为单位测量。

6、薄层电阻RS以欧姆每平方(Ω/ sq或Ω)测量。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学

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