DX-Hall-05永磁体霍尔效应测试系统
系统组成：
本仪器系统由永磁体、高精度恒流源高精度电压表、霍尔效应样品支架、标准样品、高精度高斯计和系统软件组成。为本仪器系统专门研制的DX-320效应仪将恒流源，六位半微伏表及霍尔测量复杂的切换继电器——开关组装成一体，大大减化了实验的连线与操作。DX-320可单独做恒流源、微伏表使用。用于测量半导体材料的载流子浓度、迁移率、电阻率、霍尔系数等重要参数，而这些参数是了解半导体材料电学特性必须预先掌控的，因此霍尔效应测试系统是理解和研究半导体器件和半导体材料电学特性必备的工具。实验结果由软件自动计算得到，可同时得到体载流子浓度(Bulk Carrier Concentration)、表面载流子浓度 (Sheet Carrier Concentration)、迁移率 (Mobility)、电阻率 (Resistivity)、 霍尔系数 (Hall Coefficient)、磁致电阻(Magnetoresistance)等等。
可测试材料：
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物理学参数 |
载流子浓度 （Carrier Density） |
103cm-3 ～ 1023cm-3 |
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迁移率（Mobility） |
0.1cm2/volt*sec ～108cm2/volt*sec |
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电阻率范围（Resistivity） |
10-5 Ohm*cm～107 Ohm*cm |
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霍尔电压（Hall voltage） |
1uV ～ 3V |
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霍尔系数 |
10-3 ～ 106cm3/C |
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可测试材料类型 |
半导体材料 |
SiGe, SiC, InAs, InGaAs, InP,AlGaAs, HgCdTe和铁氧体材料等 |
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低阻抗材料 |
石墨烯、金属、透明氧化物、 弱磁性半导体材料、TMR材料等 |
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高阻抗材料 |
半绝缘的GaAs, GaN, CdTe等 |
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材料导电粒子 |
材料的P型与N型测试 |
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磁场环境 |
磁铁类型 |
核磁共振NMR系列永久磁铁 |
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磁场大小 |
500mT （极头间距为：18mm） |
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可选磁环境 |
可根据客户需求定制相关磁性大小的永磁铁， |
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电学参数 |
电流源 |
50.00nA-50.00mA |
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电流源分辨率 |
0.0001uA |
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测量电压 |
0～±3V |
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电压测量分辨率 |
0.0001mV |
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温度环境 |
常温 |
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其他配件 |
遮光性 |
外部安装遮光部件，使得测试材料更加稳定 |
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样品尺寸 |
最大30mm*30mm |
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测试样片 |
提供中国科学院半导体所霍尔效应 标准测试样片及数据：1套 （硅、锗、砷化镓、锑化铟） |
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制作欧姆接触 |
电烙铁、铟片、焊锡、漆包线等 |
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测试样品示例:
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序号 |
测试样品材料 |
测试样品参数 |
测试样品展示 |
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样品1 |
单晶Si |
样品厚度：0.043 cm 测试电流：1 mA 霍尔电压：3.903 mV 霍尔系数：3356.34 cm³/C 载流子浓度：1.86*10^15 迁移率：233.115 cm2/V•s 电阻率：14.397 Ω•cm |
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样品2 |
砷化镓GaAs |
样品厚度：0.0002 cm 测试电流：0.01 mA 霍尔电压：-28.2384 mV 霍尔系数：-11295.36 cm³/C 载流子浓度：5.53*10^14 迁移率：6797.295 cm2/V•s 电阻率：1.6617 Ω•cm |
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样品3 |
氮化镓GaN |
样品厚度：0.0004 cm 测试电流：20 mA 霍尔电压：-7.121 mV 霍尔系数：-2.848 cm³/C 载流子浓度：2.19*10^18 迁移率：238.245 cm2/V•s 电阻率：0.01195 Ω•cm |
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样品4 |
透明氧化物 |
样品厚度：0.053 cm 测试电流：0.01 mA 霍尔电压：-18.2332 mV 霍尔系数：-1939058 cm³/C 载流子浓度：3.23*10^12 迁移率：498.7153 cm2/V•s 电阻率：3862.74 Ω•cm |
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样品5 |
合金 |
样品厚度：0.108 cm 测试电流：20 mA 霍尔电压：-0.0011 mV 霍尔系数：-0.1152 cm³/C 载流子浓度：6.02*10^18 迁移率：132.7011 cm2/V•s 电阻率：0.00084 Ω•cm |
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样品6 |
石墨烯 |
样品厚度：3.40*10^-8cm 测试电流：0.3 mA 霍尔电压：8.4843 mV 霍尔系数：0.0191 cm³/C 载流子浓度：3.25*10^20 迁移率：153.3448 cm2/V•s 电阻率：0.00012Ω•cm |
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样品7 |
锑化铟InSb
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样品厚度：0.0001 cm 测试电流：10 mA 霍尔电压：-998.7382 mV 霍尔系数：-1999.7476 cm³/C 载流子浓度：3.13*10^16 迁移率：34305.52 cm2/V•s 电阻率：171.74 Ω•cm |
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仪器介绍：
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序号 |
名称 |
主要技术参数 |
产品图片 |
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仪器1 |
DX-50 永磁铁 |
1、两端为高稳定度永磁铁，磁场值为：500mT上下（具体数值以实际测量为准） 2、两个永磁铁极头间距为：18mm，极柱直径为：48mm，极面直径为：33mm 3、该永磁铁为核磁共振NMR系列永久磁铁，稳定性好，磁场非常均匀，保证均匀区的均匀度在1～5*10-5 4、可根据客户需求定制相关磁性大小的永磁铁，以配合进行霍尔效应测试实验 |
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仪器2 |
DX-320 样品恒流源 |
1、电流输出基本分辨力0.0001uA，电压测量基本分辨力0.0001mV 2、输出量程：50.00nA-50.00mA中间可以0.1nA步进连续可调 3、测量电压：0～±3V大量程测试电压满足高阻芯片的测试 4、内置自动变换的四相阵卡，可实现霍尔效应范德堡法的自动测量 5、良好的人机交互界面，方便使用者进行手动调节 6、完备的上位机指令，可与电脑进行通讯完成各项操作 |
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仪器3 |
DX-35 样品台 |
1、样品台可支持30*30mm尺寸的样品进行测试 2、四探针法压点使得操作和样品触点接触更方便牢固 3、外部安装遮光部件，使得测试材料更加稳定 4、样品台固定在永磁铁支架上，使得每次测量样品都处于同一位置，保证更好的测量的重复性 5、样品台插针通过导线与DX-320仪器进行信号的连接以实现范德堡法的稳定测量 |
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仪器4 |
上位机软件 |
1、可实现一键自动化测量，检测开始后须有测试人员按照程序提示将永磁铁进行极性反转即可进行测量 2、在软件中进行相关测试样品的参数设置，测试完成后实现各个参数的自动化计算 3、软件中可进行I-V曲线、B-V曲线 4、软件内进行的模块化设计，方便客户使用以及进行相关功能的开发5、实验结果测量完成，数据将暂时保存在软件中，如需要长期保存可将数据导出至EXCEL表格中，方便后期的数据处理 |
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仪器5 |
配套仪器装置 |
3、制作样品上欧姆接触焊点的相应工具：电烙铁、铟片、焊锡、漆包线等 4、232转USB串口线，实现测试仪器与上位机软件之间的通讯 |
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