Análise do efeito Hall

HCS L36

Caracterização de semicondutores e componentes

Descrição do

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Os sistemas Linseis HCS L36 são utilizados principalmente para caraterizar materiais semicondutores. Podem determinar tanto a constante Hall como a resistência específica, bem como a concentração de portadores de carga e as mobilidades Hall das amostras derivadas destas. A unidade base de secretária está disponível em várias configurações, que podem ser equipadas com diferentes suportes de amostras para diferentes geometrias de amostras e requisitos de temperatura.

Uma extensão opcional a baixa temperatura para a utilização de azoto líquido e uma versão a alta temperatura até 800°C garantem a cobertura de todas as áreas de aplicação possíveis. Os ímanes permanentes e electromagnéticos incorporados fornecem campos magnéticos fixos ou variáveis até quase um Tesla. O software associado, abrangente e baseado em Windows© permite o registo descomplicado de curvas I-V e I-R, bem como a medição e avaliação da mobilidade Hall, condutividade eléctrica e concentração de portadores de carga.

Os sistemas Linseis HCS L36 podem medir uma grande variedade de materiais, incluindo Si, SiGe, SiC, GaAs, InGaAs, InP, GaN (tipo N e tipo P), bem como camadas metálicas, óxidos metálicos e muitos outros. Teremos todo o prazer em demonstrar-te o desempenho do dispositivo utilizando medições de amostras no nosso laboratório de aplicações.


Funções de medição:

  • Densidade de portadores de carga (camada [1/cm²]/material sólido [1/cm³])
  • Constante de Hall [cm³/C]
  • Mobilidade de reverberação [cm²/Vs]
  • Resistência da chapa [Ω]
  • Resistência específica [Ωcm]
  • Condutividade eléctrica [S/cm]
  • Alfa (relação entre a resistência horizontal e a vertical)
  • Magnetoresistência
  • Coeficiente de Seebeck (µV/K)


Caraterísticas do dispositivo:

  • Câmara de medição estanque ao gás, que permite medições em atmosferas definidas ou em condições de vácuo
  • Ímanes com 120 mm de diâmetro para maior homogeneidade de campo e máxima precisão (são possíveis amostras até 50 mm x 50 mm)
  • Design de sistema modular e atualizável
  • Versão para altas temperaturas até 600°C/873K
  • Opção de iluminação LED (são possíveis vários comprimentos de onda)
  • Amplificador lock-in opcional para medições com o mínimo de ruído
  • Ligação para utilização de eletrónica de medição externa
  • Pacote de software integrado para um funcionamento fácil

Caraterísticas únicas

Opções de medição versáteis: Determinação da constante Hall,
resistência específica, concentração de portadores de carga
e mobilidade Hall.

Ampla gama de temperaturas: medições possíveis desde
baixas temperaturas (LN2) até 600°C.

Design modular do sistema: Personalizável com vários suportes de amostras
e extensões de temperatura.

Alta homogeneidade do campo: ímanes de 120 mm para máxima precisão.

Software integrado:
Operação fácil de utilizar
e análise de dados abrangente.

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Especificações

Preto sobre branco

MODELL

HCS L36 Basic

Temperaturbereich:Von LN2 bis zu 600°C in verschiedenen Ausführungen
-160°C (Quench-Kühlung)
-196°C (Abkühlung)
Magnet:zwei Permanentmagnete mit +/- 0.7 T
Durchmesser der Stange 120 mm
für höchste Gleichmäßigkeit (+/- 1% über 50mm)
Anordnung mit zwei Magneten für die bipolare
Messung
Stromzufuhr:DC 1nA bis zu 125mA (8 Dekaden / Einhaltung +/- 12V)
Messung der Spannung:DC rauscharm / geringe Abweichung 1μV bis zu 2500mV, 4 Dekaden Verstärkung, Digitale Auflösung: 300pV
Sensoren/ Probengeometrie:- Seebeck-Sensor, Illuminationssensor, Gated Hall Bar
- von 5 x 5 mm2 bis 12,5 x 12,5 mm2, maximale Probenhöhe 3 mm
- von 17,5 x 17,5 mm2 bis zu 25 x25 mm2, maximale Probenhöhe 5 mm
- von 42,5 x 42,5 mm2 bis zu 50 x 50 mm2, maximale Probenhöhe 5 mm
- Hochtemperaturplatte, 10 x 10mm2, max. Probenhöhe 2mm
Widerstandsbereich:10-4 bis zu 107(Ωcm)
Ladungsträgerkonzentration:10⁷ bis 5 × 10¹² cm⁻³
Ladungsträgermobilität:0.1 ~ 107 cm2V-1s-1
Atmosphären:Vakuum, inert, oxidierend, reduzierend
Temperaturgenauigkeit:0.001°C
Option: Gate biasSpannungsbereich 10 mV – 100 V
Strombereich 1 μA – 100 mA

MODELL

HCS L36 Ultimate

Temperaturbereich:Von LN2 bis zu 600°C in verschiedenen Ausführungen
-160°C (Quench-Kühlung)
-196°C (Quench-Kühlung)
Magnet:Elektromagnet mit einem Poldurchmesser von 76 mm. Wechselstromversorgung für Messungen bis zu 0.1 Hz bei bis zu ±40 A
Stromzufuhr:DC 1nA bis zu 125mA (8 Dekaden / Einhaltung +/- 12V)
AC 16 μA bis zu 20 mA und Eingangsimpedanz: >100 GigaOhm von 1 mHz bis 100 kHz
Messung der Spannung:DC rauscharm / geringe Abweichung 1μV bis zu 2500mV, 4 Dekaden Verstärkung, Digitale Auflösung: 300pV
AC 20 nV bis zu 1V, variable Integrationszeiten und Verstärkung
Sensoren/ Probengeometrie:- Seebeck Sensor, Illumination Sensor, Gated hall bar
- von 5 x 5 mm2 bis 12,5 x 12,5 mm2, maximale Probenhöhe 3 mm
- von 17,5 x 17,5 mm2 bis 25 x 25 mm2, Maximale Probenhöhe 5 mm
- von 42,5 x 42,5 mm2 bis zu 50 x 50 mm2, Maximale Probenhöhe 5 mm
- Hochtemperaturplatte, 10 x 10 mm2, maximale Probenhöhe 2 mm
Widerstandsbereich:10-4 bis zu 107(Ωcm)
Ladungsträgerkonzentration:103 bis zu 1023 cm−3
Ladungsträgermobilität:10⁻³ ~ 10⁷ cm² V⁻¹ s⁻¹
Atmosphären:Vakuum, inert, oxidierend, reduzierend
Temperaturgenauigkeit:0.001°C
Option: Gate biasSpannungsbereich 10 mV – 100 V
Strombereich 1 μA – 100 mA

MODELL

HCS L36 Advanced

Temperaturbereich:RT bis zu 600°C
LN2 bis zu 600 °C in verschiedenen
Ausführungen
Magnet:Magnetfeld bis zu 0.5 T (Wechselstrom- oder Gleichstromfeld)
Mehrsegment-Halbach-Konfiguration
Frequenz: 0.01 bis 1 Hz
Stromzufuhr:DC 1 nA bis zu 125 mA (8 Dekaden / Toleranz +/- 12 V)
Messung der Spannung:DC rauscharm / geringe Abweichung 1μV bis zu 2500mV, 4 Dekaden Verstärkung, Digitale Auflösung: 300pV
AC 20 nV bis zu 1V, Merkmale: Eingangsimpedanz im GΩ-Bereich, einstellbare Integrationszeiten und Verstärkung
Sensoren/ Probengeometrie:- Seebeck-Sensor, Lichtsensor, Gated-Hall-Bar
- von 5 x 5 mm bis 12,5 x 12,5 mm
Maximale Probenhöhe 3 mm
- Hochtemperaturplatine
ab 10 x 10 mm,
max. Probenhöhe 3 mm
Widerstandsbereich:10-4 bis zu 107(Ωcm)
Ladungsträgerkonzentration:103 bis zu 1023cm-3
Ladungsträgermobilität:10-3 ~ 107 cm2V-1s-1
Atmosphären:Vakuum, inert, oxidierend, reduzierend
Temperaturgenauigkeit:0.001°C
Option: Gate biasSpannungsbereich 10 mV – 100 V
Strombereich 1 μA – 100 mA

HCS L36 íman avançado de Halbach (configuração em forma de rosca)

HCS L36 Basic: Sensores intercambiáveis com uma EEPROM, para uma utilização simples “plug-and-play”.

Acessórios disponíveis

  • Estão disponíveis vários suportes de amostras para medições desde LN2 até 600°C.
  • A pega do suporte de amostras fecha a câmara de medição à prova de vácuo.
  • A câmara de medição está equipada com uma entrada e uma saída de gás para que as medições possam ser efectuadas sob uma atmosfera controlada e variável.

As variantes magnéticas do HCS

Appareils HCS HALL

Opção electromagnética (HCS L36 Ultimate)

Está disponível um kit de electroímanes como alternativa ao íman permanente. O eletroíman arrefecido a água funciona em combinação com uma fonte de alimentação programável e um interrutor de inversão. A fonte de alimentação pode aplicar correntes até 75 A, resultando numa intensidade de campo magnético variável até +/-1 T.

Vista pormenorizada do corpo de medição

Opção de íman de permamento (HCS L36 Basic)

O HCS 1 está equipado com dois circuitos magnéticos (neodímio), montados num carro móvel que pode ser opcionalmente automatizado. O sistema pode ser equipado com uma extensão de baixa temperatura e uma extensão de alta temperatura.

Opção Halbach (HCS 100 (HCS L36 Advanced))

O HCS 100 utiliza um íman na configuração Halbach (íman permanente na configuração donut) para aplicar um campo magnético DC ou AC à amostra. Em combinação com uma corrente alternada fornecida por um amplificador lock-in, esta configuração é uma ferramenta poderosa para analisar amostras difíceis, uma vez que os desvios e o ruído podem ser suprimidos na maioria dos casos.

Software

Tornar os valores visíveis e comparáveis

Todos os dispositivos LINSEIS são controlados por PC, com os módulos de software individuais a funcionar exclusivamente com sistemas operativos Microsoft® Windows®. O software integrado permite um manuseamento fácil, controlo da temperatura, aquisição de dados e análise de dados.

Generalidades:

  • Rotina NIST para encontrar as definições de medição óptimas e obter resultados altamente precisos
  • Teste de ligação alargado
  • Possibilidade de integração de eletrónica externa
  • Armazenamento opcional da base de dados
  • Integração opcional de um amplificador lock-in
  • Reconhecimento automático de sensores (EEPROM)
  • Avaliação automática
  • Controlo de arrefecimento totalmente automático
  • HCS L36 Ultimate Acesso em linha aos dados de personalização

Aplicações

Exemplo de aplicação: Película fina de antimónio (150 nm Sb)

O antimónio (Sb) é um semi-metal amplamente utilizado no campo da termoeletricidade (sob a forma de ligas, por exemplo Bi1-xSbx) e como uma nova aplicação no campo da microeletrónica. No entanto, as maiores aplicações do antimónio metálico são as placas de chumbo-antimónio em baterias de chumbo-ácido. A figura mostra uma caraterização completa de uma película fina produzida por deposição por pulverização catódica em substrato de SiO2/Si com o Linseis HCS L36 Basic (opção RT a 200°C).

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