四探针法测量材料的电阻率和电导率

ID: 20110010020

[实验目的]：

1、了解四探针电阻率测试仪的基本原理；

2、了解的四探针电阻率测试仪组成、原理和使用方法；

3、能对给定的物质进行实验，并对实验结果进行分析、处理。

[实验原理]：

单晶硅体电阻率的测量测试原理：直流四探针法测试原理简介如下：

当1、2、3、4根金属探针排成直线时，并以一定的压力压在半导体材料上，在1、4两处探针间通过电流I，则2、3探针间产生电位差V。

式中C为探针系数，由探针几何位置、样品厚度和尺寸决定，通常表示为

式中：F(W S)、F(D/S)、Fsp分别样品厚度修正因子、直径修正因子、探针间距修正系数（四探针头合格证上的F值）。W：片厚，D：片径，S：探针间距。

[实验装置]：

使用RTS-4型四探针测试仪

1、电气部分：

过DC-DC变换器将直流电转换成高频电流，由恒流源电路产生的高频稳定恒定直

流电流其量程为0.1mA、1mA、10 mA、100 mA；数值连续可调，输送到1、4探针上，在样品上产生电位差，此直流电压信号由2、3探针输送到电气箱内。再由高灵敏，高输入阻抗的直流放大器中将直流信号放大（放大量程有0.763、7.63、76.3）。放大倍数可自动也可人工选择，放大结果通过A/D转换送入计算机显示出来。RTS-4型四探针测试仪框图如下所示。

 2。测试架

探头及压力传动机构、样品台构成，见图3所示，探头采用精密加工，内有弹簧加力装置，测试需要对基片厚度进行测量，以便对探头升降高度进行。

图3 测试架结构图

[实验内容]：

一、测试准备：将220V电源插入电源插座，开机后等十分钟在进行测量。

1. 利用标样学习测试参数确定：进入系统，打开主界面。

①选择参数：选择测试类别（如薄圆片还是棒材电阻率等）；

②输入参数：片厚（mm）；直径；选择电流量程。

③试测量，记录测试结果。

2. 与标准样品参数比较

按照已知条件标准样品在环境温度23℃时，电阻率为：0.924Ω *cm（中

心点），与测量结果对比，说明产生差别的原因。

二、样品测量：将待测样品放在探针下部，按上面选择测量参量，输入被测样品的厚度、直径、电流量程，点击测试测量键，开始测量，记录测试结果。

注：测量过程中不要移动探针和样品。同一样品重复测量3次，将三次测量得的电阻率值取平均，即为样品的平均电阻率值。将结果记录在表格。