HCS 1/10
Análise do efeito Hall

HCS 1/10/100 (HCS L36)

Caracterização de semicondutores e componentes

Descrição do

Vai direto ao assunto

Os sistemas Linseis HCS (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 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 (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
HCS 1/10/100

Caraterísticas únicas

HCS 1/10/100

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

MODEL

HCS 1 (HCS L36 Basic)

Temperature range:From LN2 up to 600°C in various versions
-160°C (controlled cooling)
-196°C (cooling)
Magnet:Two permanent magnets with +/- 0.7T
Diameter of the rod 120 mm
for maximum uniformity (+/- 1% over 50mm)
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
Sensors/ sample geometry:- from 5 x 5 mm2 to 12.5 x 12.5 mm2, maximum sample height 3 mm
- from 17.5 x 17.5 mm2 up to 25 x 25 mm2, maximum sample height 5 mm
- from 42.5 x 42.5 mm2 up to 50 x 50 mm2, maximum sample height 5 mm
- High temperature plate, 10 x 10mm2, max. sample height 2mm
Resistance range:10-4 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1021cm-3
Mobility range:0.1 to 107(cm2/volt sec)
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

MODEL

HCS 10 (HCS L36 Advanced)

Temperature range:From LN2 up to 600°C in various versions
-160°C (controlled cooling)
-196°C (quench cooling)
Magnet:Electromagnet up to +/- 1 T variable DC field, pole diameter 76 mm, power supply 75A / 40V.
Current reversing switch for bipolar measurement. Alternative AC option for an alternating magnetic field with ~1 T usable field, at a frequency of up to 0.1 Hz
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
AC 16 μA up to 20 mA and input impedance: >100 GigaOhm from 1 mHz to 100 kHz
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
AC 20 nV up to 1V, variable integration times and gain
Sensors/ sample geometry:- from 5 x 5 mm2 to 12.5 x 12.5 mm2, maximum sample height 3 mm
- from 17.5 x 17.5 mm2 to 25 x 25 mm2, maximum sample height 5 mm
- from 42.5 x 42.5 mm2 up to 50 x 50 mm2, maximum sample height 5 mm
- High temperature plate, 10 x 10 mm2, maximum sample height 2 mm
Resistance range:10-4 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1021cm-3
Mobility range:10-3 ~ 107cm2V-1s-1
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

MODEL

HCS 100 (HCS L36 Ultimate)

Temperature range:RT up to 500°C
Magnet:Magnet up to 0.5 T (AC or DC field)
Multisegment Halbach configuration, inner diameter: 40mm, height: 98mm
Power supply:DC 1nA up to 125mA (8 decades / compliance +/- 12V)
AC 16 μA up to 20 mA and input impedance: >100 GigaOhm from 1 mHz to 100 kHz
Voltage measurement:DC low noise / low deviation 1μV up to 2500mV, 4 decades gain, digital resolution: 300pV
AC 20 nV up to 1V, variable integration times and gain
Sensors/ sample geometry:Up to 10 x 10 mm2, maximum sample height 2.5 mm
Resistance range:10-5 up to 107(Ωcm)
Carrier concentration:107 up to 1022cm-3
Mobility range:1 ~ 107cm2V-1s-1
Atmospheres:Vacuum, inert, oxidizing, reducing
Temperature accuracy:0.05°C

HCS 100 íman de Halbach (configuração em forma de rosca)

HCS 1: Sensores intercambiáveis com uma EPROM, 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 10 (HCS L36 Advanced))

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 1 (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 Ultimate))

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 10 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 SiO2/Si com o Linseis HCS 1 (HCS L36 Basic) (opção RT a 200°C).

Bem informado

Transferências

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HCS 1/10/100 (HCS L36)

Caracterização de semicondutores e componentes

Hall HCS