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常用的霍尔效应测试的三种方法

更新时间:2023-01-30 点击量:839

半导体技术的发展日新月异,涉及到我们生活的方方面面,如智能手机、平板电脑、地铁、汽车等等。随着应用的不断深入,对于半导体材料表征的要求也越来越高,而霍尔效应测试表征能直接测试出材料的电阻率、迁移率和载流子浓度及类型等,高精度的霍尔表征就变得尤为重要。

目前市面的霍尔测试主要分为直流霍尔测试、交流磁场霍尔测试、快速霍尔测试三种方法。

1、直流(DC)霍尔测试

一种比较通用的技术,对于霍尔测试而言,霍尔电压的精准测量至关重要。通常仪器测的电压中包含霍尔电压、偏置电压、热电压等。普通的半导体材料的霍尔电压很大,偏置电压、热电压等误差信号占比很小,所以分辨出霍尔电压比较容易。传统的仪表都采用这种测量方式。

2、交流磁场(AC)霍尔测试

对于低迁移率等材料,霍尔电压远远小于误差电压,用传统的直流磁场的方式测试很难测准确,AC交流磁场测试方法可以利用锁相放大器提取霍尔电压并将信号放大,再通过高精度的电压表将霍尔电压进行准确的测量。这种方式可测得的材料的迁移率低至10-3cm2/v s。市面上采用AC交流磁场测试方法的仪器有Lake Shore的8400系列(加AC交流磁场选件)霍尔测试系统,系统测试功能强大,可以根据样品需求选择高温、低温、高阻、低阻、偏压等选件。

3、快速霍尔测试技术(FastHall)

美国Lake Shore公司的新★利,其新产品是M91快速霍尔测试仪。FastHall不需要像上述两种方法一样通过翻转磁场去除偏置电压误差。FastHall基于互易定理,利用旋转电流的方式达到和反转磁场一样的效果,大大提高测试速度,而极快的测试速度可以有效避免温度和偏置电压的影响,使测试更精确。M91还具备直流测试功能,并能够与您已有的永磁铁、电磁铁、超导磁体配合使用。例如和各个厂家的超导磁体,PPMS等设备进行连用,在高磁场及低温下进行快速的霍尔测试。



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