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霍爾效應(yīng)測試儀技術(shù)說明
點(diǎn)擊次數(shù)：1497 發(fā)布時(shí)間：2020-8-6
產(chǎn)品概述：
本儀器系統(tǒng)由電磁鐵、電磁鐵電源、高精度恒流源高精度電壓表、霍爾效應(yīng)樣品支架、標(biāo)準(zhǔn)樣品、高低溫杜瓦，控溫儀，系統(tǒng)軟件。為本儀器系統(tǒng)專門研制的 JH10 效應(yīng)儀將恒流源，六位半微伏表及霍爾測量復(fù)雜的切換繼電器——開關(guān)組裝成一體，大大減化了實(shí)驗(yàn)的連線與操作。JH10 可單獨(dú)做恒流源、微伏表使用。用于測量半導(dǎo)體材料的載流子濃度、遷移率、電阻率、霍爾系數(shù)等重要參數(shù)，而這些參數(shù)是了解半導(dǎo)體材料電學(xué)特性必須預(yù)先掌控的，因此霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)是理解和研究半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體材料電學(xué)特性*的工具。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果由軟件自動計(jì)算得到，可同時(shí)得到體載流子濃度(Bulk Carrier Concentration)、表面載流子濃度(Sheet Carrier Concentration)、遷移率(Mobility)、電阻率(Resistivity)、霍爾系數(shù)(Hall Coefficient)、磁致電阻）(Magnetoresistance)等
技術(shù)指標(biāo)：
磁 場：10mm 間距為 2T 30mm 間距為 1T
* 樣品電流：0.05uA~50mA(調(diào)節(jié) 0.1nA)
* 測量電壓：0.1uV~30V
* 提供各類測試標(biāo)準(zhǔn)材料，各級別硅與砷化鎵（靈敏度與精度不同）
* 小分辨率：0.1GS
* 磁場范圍：0-1T
* 配合高斯計(jì)或數(shù)采板可計(jì)算機(jī)通訊
* I-V 曲線及 I-R 曲線測量等
* 霍爾系數(shù)、載流子濃度等參數(shù)隨溫度的變化曲線
* 電阻率范圍：10-7~1012 Ohm*cm
* 電阻范圍：10 m Ohms~ 6MOhms
* 載流子濃度：103~1023cm-3
* 遷移率：0.1~108cm2/volt*sec
* 溫度調(diào)節(jié) 0.1K
* 溫區(qū)：77K-293K
* 測試全自動化，一鍵處理
* 可實(shí)現(xiàn)相同溫差間的連續(xù)測量
系統(tǒng)構(gòu)成 ：
低溫霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)由電磁鐵、真空泵、低溫真空腔、高斯計(jì)、恒流源、電磁鐵電
流源、控溫儀和計(jì)算機(jī)及軟件組成。其中，電磁鐵電流源給電磁鐵提供電流產(chǎn)生磁場；高斯計(jì)測量線圈產(chǎn)生的均勻磁場值；恒流源一方面給樣品提供電流，用于霍爾效應(yīng)測試，一方面可以測量樣品電壓；被測樣品置于低溫真空腔中，由低溫膠固定，并作為四個(gè)測試點(diǎn)；低溫真空腔引出 4 根導(dǎo)線，兩個(gè)連接控溫儀進(jìn)行溫度的測量及控制，另 1 根是低溫探頭引線連接到高斯計(jì)上，還有 1 根是霍爾樣片連接線接到恒流源上；計(jì)算機(jī)連接高斯計(jì)、控溫儀、恒流源和電磁鐵電流源，通過軟件實(shí)現(xiàn)控制通過被測樣品的電流和磁場值，并獲取測得的電壓值。
各系統(tǒng)參數(shù)：
高精度電磁鐵：
極頭直徑 100mm;
N，S 間距 10mm 時(shí)大磁場 20000Gs
N，S 間距 20mm 時(shí)大 13000 高斯
N, S 間距 30mm 時(shí)大磁場 10000 高斯
均勻區(qū)：間距 60mm 時(shí)直徑 10mm 均勻度 范圍1%
自重 110 公斤， 含支架及輪子
高精度雙極性恒流電源
輸出： ±10A±80V 功率；800W
① 電源輸出電流可在正負(fù)額定大電流之間連續(xù)變化
② 電流可以平滑過零點(diǎn)，非開關(guān)換向
③ 輸出電流、電壓四象限工作（適合感性負(fù)載）
④ 電流變化速率可設(shè)置范圍為 0.0007～0.3 F.S./s(F.S.為額定大輸出電流）
※ 電流穩(wěn)定度高，紋波低
①電流穩(wěn)定度：優(yōu)于±25ppm/h（標(biāo)準(zhǔn)型）；優(yōu) 于±5ppm/h（高穩(wěn)型） ② 電流準(zhǔn)確度：±（0.01%設(shè)定值+1mA） ③ 電流分辨率：20 bit，例 15A 電源，電流分辨率為 0.03mA
④ 源效應(yīng)：≤ 2.0×10-5 F.S.（在供電電壓變化 10%時(shí)，輸出電流變化量）
⑤ 負(fù)載效應(yīng)：≤ 2.0×10-5 F.S.（在負(fù)載變化 10%時(shí)，輸出電流變化量）
⑥ 電流紋波（RMS）：小于 1mA
高精度高斯計(jì)：
精度：讀數(shù)的±0.30%
分辨力：0.01mT 量程:0-3T
探頭厚度:1.0mm
長度 100mm 數(shù)字
Rs-232 接口數(shù)據(jù)讀取軟件配 GP3探頭
高斯計(jì)探頭支架及樣品架：
全鋁非導(dǎo)磁支架 5-70mm 可調(diào)；
樣品架夾具（按要求）; 5 1 霍爾效應(yīng)系統(tǒng)軟件 可數(shù)字化調(diào)節(jié)磁場及電流,測試各類材料參數(shù)
低溫恒溫器：
80K-293K高低溫真空容器
TESK301 恒溫儀 控溫（65k-600k)
真空泵 K25 真空泵
恒流源及測試表
恒流源量程：±50nA-±50mA；
分辨力 0.1nA 在量程范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；
高精度電壓數(shù)采儀范圍 0. 1uV-30V
精度：0.01%
內(nèi)置測試矩陣轉(zhuǎn)換卡；
歐姆接觸套件 根據(jù)不同材料的歐姆接觸制作套件
控制軟件的介紹：
JH60D是一鍵式測量操作系統(tǒng)，只需設(shè)置幾個(gè)樣品參數(shù)以及需要的溫度，即可一鍵自動測量，無需一直看管。測量時(shí)只需要設(shè)置好樣片通過的電流、樣片所在磁場環(huán)境的磁場大小、樣品厚度即可進(jìn)行測量，如需控溫，打開溫度設(shè)置設(shè)定需要的溫度，選擇輸出的功率即可進(jìn)行控溫，溫度控制需要一小段時(shí)間（大概 1min），等溫度穩(wěn)定后，即可進(jìn)行此溫度下的各項(xiàng)參數(shù)的測量，數(shù)據(jù)可以繪圖，可以導(dǎo)出至 EXCEL中以便后期處理及使用。
可測試材料: ?
半導(dǎo)體材料：SiGe, SiC, InAs, InGaAs, InP, AlGaAs, HgCdTe 和鐵氧體材料等
低阻抗材料：石墨烯、金屬、透明氧化物、弱磁性半導(dǎo)體材料、TMR 材料等
高阻抗材料：半絕緣的 GaAs, GaN, CdTe 等
