測量半導體材料的霍爾效應是表征和分析半導體材料的重要手段。根據(jù)霍爾系數(shù)的符號可以判斷半導體材料的導電類型，是n型還是p型；霍爾效應測試本質上是由磁場中的洛倫茲力引起的運動帶電粒子的偏轉。當帶電粒子（電子或空穴）被限制在固體材料中時，這種偏轉會導致正負電荷在垂直于電流和磁場的方向上積聚，從而形成額外的橫向電場。

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根據(jù)霍爾系數(shù)及其與溫度的關系可以計算載流子的濃度，以及載流子濃度同溫度的關系，由此可以確定材料的禁帶寬度和雜質電離能;通過霍爾系數(shù)和電阻率的聯(lián)合測量能夠確定載流子的遷移率，用微分霍爾效應法可測縱向載流子濃度分布;測量低溫霍爾效應可以確定雜質補償度。

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與其他測試不同的是霍爾參數(shù)測試中測試點多、連接繁瑣，計算量大，需外加溫度和磁場環(huán)境等特點，在此前提下，手動測試是不可能完成的。

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霍爾效應測試系統(tǒng)可以實現(xiàn)幾千到至幾萬點的多參數(shù)自動切換測量，系統(tǒng)由Keithley 2400 系列源表，2700 矩陣開關和霍爾效應測試軟件Cyclestar 等組成?？稍诓煌拇艌觥囟群碗娏飨赂鶕?jù)測試結果計算出電阻率、霍爾系數(shù)、載流子濃度和霍爾遷移率，并繪制曲線圖。

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方案特點

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1.標準系統(tǒng)可進行在不同磁場和不同電流條件下的霍爾效應和電阻的測量

2.測試和計算過程由軟件自動執(zhí)行，能夠顯示數(shù)據(jù)和曲線，節(jié)省了大量的時間

3.選擇變溫選件，可以進行不同溫度條件下的霍爾效應和電阻的測量

4.電阻測量范圍：

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測試材料

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1.半導體材料：SiGe, SiC, InAs, InGaAs, InP, AlGaAs,HgCdTe 和鐵氧體材料等

2.高阻抗材料：半絕緣的 GaAs, GaN, CdTe 等

3.低阻抗材料：金屬、透明氧化物、弱磁性半導體材料、TMR 材料等

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系統(tǒng)原理

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霍爾效應測試系統(tǒng)是根據(jù)范德堡法測量霍爾器件相關參數(shù)，主要是對霍爾器件的 I-V 測量，再根據(jù)其他相關參數(shù)來計算出對應的值。

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電阻率：范德堡法測量電阻率需要圍繞樣品進行8 次測量。 電極1、2 加電流電極 4、3 測電壓，和電極2、3 加電流電極 1、4 測電壓，得到的電阻率稱之為ρA;接下來電極 3、4 加電流電極 2、1 測電壓，和電極 4、1 加電流電極 3、2 測電壓，得到的電阻率稱之為 ρB。如果樣品均勻， ρA 和 ρB 比較接近，求它們的平均值 即能得到樣品的電阻率 ρav =( ρA+ ρB ) / 2。

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霍爾系數(shù)：范德堡法測量霍爾系數(shù)同樣需要圍繞樣品進行 8 次測量。 電極 3 和電極 1 之間加電流，然后電極 4 和電極 2 之間測量電壓，得到的霍爾系數(shù)稱之為 RHC;接下來電極 4 和電極 2 加電流，電極 1 和電極 3 之間測量電壓，得到的霍爾系數(shù)稱之為 RHD。

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功能介紹

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1.可進行霍爾效應、I-V 特性、R-T 特性和 R-M 特性的測量

2.可得出參數(shù)： 方塊電阻、 電阻率、 霍爾系數(shù)、 霍爾遷移率、 載流子濃度和導電類型;

3.R-T 特性—固定磁場，電阻隨溫度而變化的特性曲線

4.R-M 特性—固定溫度，電阻隨磁場而變化的特性曲線

5.曲線繪制功能：I-V 特性—在不同磁場和不同溫度條件下的 I-V 特性曲線

6.R-T 特性—固定磁場，電阻隨溫度而變化的特性曲線

7.R-M 特性—固定溫度，電阻隨磁場而變化的特性曲線

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系統(tǒng)結構

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來源：東方中科

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