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霍爾效應測試 霍爾效應是一種電磁感應現象，當電流垂直于外磁場(chǎng)通過(guò)半導體時(shí)，載流子發(fā)生偏轉，垂直于電流和磁場(chǎng)的方向會(huì )產(chǎn)生一附加電場(chǎng)，如下圖所示�；魻栃獪y試中我們一般測試霍爾電壓VH、電阻率ρ、霍爾系數RH、載流子濃度n、霍爾遷移率μH等參數。 
霍爾效應 霍爾電壓 首先我們測試霍爾電壓VH，按下圖連接方式連接電路，施加一個(gè)垂直樣品平面的磁場(chǎng)B，然后點(diǎn)擊設置——輸出設置，將源表調為4線(xiàn)前面板輸出模式，再返回主界面點(diǎn)擊測量，將源表設置為電流源模式，設置源限值，點(diǎn)擊“OUTPUT”，向1至3方向輸入電流，測試2、4間電壓。
圖8 霍爾電壓測試電路 注意：在2線(xiàn)模式下搭建和拆除電路，禁止在4線(xiàn)模式下插拔。 測試中會(huì )受到不等電勢位、愛(ài)廷豪森效應、倫斯脫效應等因素的影響，為了保證測試結果的準確度，測試中采取對稱(chēng)測量法。首先我們規定磁場(chǎng)由下向上為正，電流由1向3為正。具體操作如下： ①、提供正向磁場(chǎng)（+B），正向電流（+I）；測得電壓V1； ②、提供正向磁場(chǎng)（+B），反向電流（-I）；測得電壓V2； ③、提供反向磁場(chǎng)（-B），反向電流（-I）；測得電壓V3； ④、提供反向磁場(chǎng)（-B），正向電流（+I）；測得電壓V4； 霍爾電壓為：
測試電阻率我們使用范德堡技術(shù)，給相鄰的兩點(diǎn)提供電流，測試對立邊的兩點(diǎn)的電壓，此時(shí)不需要提供磁場(chǎng)，具體的操作如下圖9所示。
圖9 范德堡技術(shù)測試方法 測試完成后利用測試所得的數據先計算出電阻率，計算出兩個(gè)電阻率的值ρA、ρB:
tS是以厘米為單位的樣品的厚度； V1-V8代表電壓測量出的電壓；測得的電壓應該小于5V，一般為mV； I是以安培為單位流過(guò)樣品的電流； fA、fB是基于樣品對稱(chēng)性的幾何因數，如果樣品完美對稱(chēng)則fA=fB=1，我們測試中一般選擇正方形的樣品，正方形是完美對稱(chēng)的。 如果ρA、ρB相差大于10%，則測試的樣品不夠均勻，那使用范德堡技術(shù)就不能準確的確定電阻率，要放棄該方法測試。 其他參數 霍爾系數RH：
載流子濃度n：
霍爾遷移率μH:
VH為3.1中測試的電壓、tS為樣品的厚度、B為3.1測試中提供的磁場(chǎng)，I為3.1中提供的電流，ρ為3.2中測試所得的電阻率。通過(guò)上面的計算公式，我們可以將霍爾系數RH、載流子濃度n、霍爾遷移率μH都計算出來(lái)。 |
范德堡技術(shù)測試方法.jpg (54.29 KB)
