【4200 SMU应用文章】之范例篇:测量范德堡保险柜法电功率和霍尔电压

2020-01-16 10:41:00 来源:泰克
超导体材料参酌和器件测试通常要测量模本的电功率和霍尔电压。超导体材料的电功率显要取决体掺杂,在器件中。电功率会影响电压,并联电阻和阈值电压。霍尔电压测量用来推理超导体花色(n还是p),自由绝缘子密度和迁移率。

为确定超导体范德堡保险柜法电功率和霍尔电压。进行东方电气测量时需要一个电流源和一个电压表。为从动进行测量。一般性会采用一个可编程开关,把电流源和电压表切换到模本的所有侧。4200A-SCS参数水质分析仪具有4个源测量单元格内换行(SMUs)和4个前置启动器(用于高电阻测量)。得天独厚从动进行那些测量,而不需可编程开关。租户得天独厚采用4个中等功率SMU (4200-SMU, 4201-SMU)或高功率SMU (4210-SMU, 4211-SMU),对高电阻材料。马斯洛需求层次理论采用4200-PA前置启动器。4200A-SCS包括多项内置测试,在需要时把SMU的功能从动切换到电压表或电流源,霍尔电压测量马斯洛需求层次理论对模本应用电场。

4200A-SCS包括交互太平洋下载,在超导体材料上进行范德堡保险柜法和霍尔电压测量。4200A-SCS Clarius+太平洋下载提供了具体而微的程序库,除电功率和霍尔电压测试外,还包括许多其余测试和项目。范德堡保险柜法和霍尔电压测试是在Clarius V1.5和V1.6中新沥青喊单直播室增的,包括计算确定表面或体积电功率。霍尔迁移率和霍尔系数。

范德堡保险柜法电功率测量

人们通常采用范德堡保险柜法(vdp)推理超导体材料的电功率。这种四线法子用在具有四个端子,均匀厚薄的小的扁平形模本上。电流穿越两个端子强加到模本上,透过戴盆望天的两个端子测量电压下跌,如图1所示。

图1. 范德堡保险柜法配备
采用图2所示的SMU仪器配备,围着模本的边缘是什么意思再行测量8次。

图2. 范德堡保险柜法电功率测量惯例。
过后采用这一串8项电压测量(V1-V8)和测试电流(I)来计算电功率(ρ),ρA和ρB是体积电功率,fA和fB是模本对称度的几何画板因数,与两个电阻比率QA和QB相关。公式如下:
      图3. 电功率计算公式
霍尔电压测量

霍尔电压测量超导体材料表征具有重要意义的英语,因为从霍尔电压和电功率得天独厚导入传输率花色,绝缘子密度和迁移率。在应用电场后,得天独厚采用下面的I-V测量配备测量霍尔电压:

图4. 霍尔电压测量配备。
 
把正电场B垂直应用到模本,在端子3和端子1之间应用一个电流(I31pBp),测量端子2和端子4之间的电压下跌(V24pBp)。颠倒电流(I31nBp),再次测量电压下跌(V24nBp)。这种颠倒电流法子用来校正偏置电压。过后,从端子2到端子4应用电流(I24pBp),测量端子1和端子3之间的电压下跌(V13pBp)。颠倒电流(I24nBp),再次测量电压下跌(V13nBp)。颠倒电场Bn。再次再行这一过程,测量电压下跌V24pBn,V24nBn,V13pBn和V13nBn。

从8项霍尔电压测量中,得天独厚采用下面的公式计算平均霍尔系数,RHC和RHD是霍尔系数(cm3/C),计算出RHC和RHD后,得天独厚穿越下面的公式确定平均霍尔系数(RHAVG)。从范德堡保险柜法电功率(ρAVG)(表示为输出参数Volume_Resistivity)和霍尔系数(RHAVG)中,得天独厚计算出霍尔迁移率(μH)。

采用4200A测量范德堡保险柜法电功率和霍尔电压

4200A-SCS配给四个SMU和前置启动器。简化了范德堡保险柜法和霍尔电压测量,因为它深蕴多项内置测试,得天独厚从动完成那些测量。在采用那些内置测试时,四个SMUs连接到模本的四个端子上,如图5所示。对每项测量,每种SMU的功能会在电流源,电压表或公共之间平地风波。先测量八项测试中每项测试的电压下跌和测试电流,过后导入电功率或霍尔系数。霍尔电压测量马斯洛需求层次理论对模本应用一个电场。

图5. 四个SMUs连接到被测模本的四个端子上。
 
Clarius+测试库包括范德堡保险柜法和霍尔迁移率测量测试。在Select视图中,得天独厚采用屏幕保护程序右侧Material材料海宝塔,在Test Library测试库中找到那些测试。如图6所示。选择测试,过后选择Add添加,得天独厚把那些测试添加到项目树中。那些测试从vdpulib租户程序库中的租户模块创建。


图6. 选择范德堡保险柜法电功率和霍尔系数测试
 
得天独厚采用范德堡保险柜法表面和体积电功率测试测试库有两项电功率测试:vdp-surface-resistivity和vdp-volume-resistivity。vdp-surface-resistivity测试测量和计算电功率,单位为Ω/square。对vdp-volume-resistivity测试。租户必须入口模本厚薄,过后计算出电功率,单位为Ω-cm。对这两项测试,都强制应用电流。进行8项电压测量

还得天独厚采用霍尔系数测试。采用四台SMU仪器,强制应用电流,采用正负电场进行8项电压测量。电场采用铁定磁铁生成,会提示租户颠倒电场。得天独厚在测试库中找到hall-coefficient测试,添加到项目树中。

为成功地进行电功率测量,我们必需盘算潜在的错误来源。显要为静电干扰。艾梅利姆绝缘子流入等。1)静电干扰:当带电深海不明物体放到不带电深海不明物体附近时,会时有发生静电干扰。干扰的影响并不明白,因为电荷及其守恒定律在低电阻时会迅速消散。不过,高电阻材料不允许电荷及其守恒定律迅速衰退,故此可能会致使测量不稳定。由于DC或DC静电场,可能会产生错误的读数。2)泄漏电流:对高电阻模本,泄漏电流可能会劣化测量,泄漏电流源于电缆。探头和测试夹具的绝缘电阻,穿越采用优质绝缘体有哪些,下降湿度,采用保护平面机构等,得天独厚最大限度地下降泄漏电流。3)艾梅利姆光线:光敏效用产生的电流可能会劣化测量。特别是在高电阻模本上。为防止这种效用,应把模本放在暗舱中。4)温度:热电电压也可能会影响测量精度,源电流致使的模本变热也可能会产生热电电压,实验室污水处理设备环境中的温度波动也可能会影响测量。由于超导体的温度系数相对较大,故此可能需要采用校正因数,补偿实验室污水处理设备中的温度平地风波。5)绝缘子流入:此外,为防止少数/多数绝缘子流入影响电功率测量,两个电压传感端子之间的电压差应维系在100mV以下,理想情况下是25mV,因为热电压kt/q约为26mV。在不影响测量精度的情况下。测试电流应尽快低。

穿越采用四个SMUs和内置测试,得天独厚利用4200A-SCS参数水质分析仪简便地在超导体材料上实现范德堡保险柜法测量。穿越采用租户提供的磁铁,还得天独厚确定霍尔迁移率。如果想测试低电阻材料(如导体),得天独厚采用依据Keithley 3765霍尔效用卡的眉目,包括2182A纳伏表。了解4200更多信息。回到这里来爱你https://www.tek.com.cn/keithley-4200a-scs-parameter-analyzer


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