Система холловских измерений с криостатом и буферным усилителем HL5500

Производитель Nanometrics Incorporated, США. Поставщик ООО «Сигм плюс», Москва. Стоимость 5,021168 млн. руб. Запущена в эксплуатацию 14.09.2012 г.

Оборудование обеспечивает полностью автоматизированные измерения температурных зависимостей удельного сопротивления, концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводниках по эффекту Холла в постоянном магнитном поле. Оно применяется при исследовании электрофизических свойств широкого спектра материалов (проводников и полупроводников с поверхностным сопротивлением до 100 ГОм/см2): кремний, германий, многокомпонентные полупроводники (InAlGaAs, InAlGaN, InP, ZnO, SiC, и т.п.).

Системавключает в себя:

1. Базовый комплект установки измерения эффекта Холла:

- Базовый блок;

- Система управления и обработки данных;

2. Криостат;

3. Буферный усилитель.

Базовый блок обеспечивает:

a. Измерение эффекта Холла на высокоомных и низкоомных образцах в постоянном магнитном поле на постоянном и переменном токе методами Ван-дер-Пау, в линейной и мостовой схемах согласно стандарту ASTM F-76 с использованием микроманипуляторов и двухтемпературного криостата.

b. Измерение эффекта Холла на образцах со слоевым сопротивлением в диапазоне от 0,1 мОм/квадрат до 1 МОм/квадрат, концентрацией носителей заряда в диапазоне от 106 до 1021 см-3 и подвижностью в диапазоне от 1 до 107 см2/В·с.

c. Диапазон задаваемых токов, включающий значения от 100 нА до 19,9 мА от источника с напряжением 20 В и внутренним сопротивлением 1 ГОм.

d. Входной импеданс при измерении напряжения не менее 10 ГОм.

e. Измерение напряжений в диапазоне, включающем значения от – 6 В до 6 В.

f. Коаксиальную подводку, коммутацию зондов на полевых транзисторах, и режимы измерения на постоянном и переменном сигнале с частотой 213 Гц.

g. Типичный уровень входного шума 0,1 мкВ на частотах от 0,1 до 10 Гц и 15 нВ на частоте 213 Гц.

h. Магнитное поле 0,5 Тл создаваемое постоянным магнитом с возможностью смены направления путём вращения.

i. Однородность магнитного поля в зазоре не менее 33 мм на измерительной площадке диаметром 25 мм не хуже 1%.

j. Стабильность магнитного поля в течении 10 лет не хуже 0,1 %.

k. Измерение на образцах с максимальным размером 15 мм х 15 мм.

l. Измерение при комнатной температуре и температуре жидкого азота 77 К.

m. Время охлаждения до температуры жидкого азота 77 K не более 10 минут.

n. Электронная и измерительная части базового блока должны иметь компактный настольный дизайн.

o. Вес оборудования, включая постоянный магнит, электронный и измерительный блок не более 150 кг.

Система управления и обработки данных:

Компьютерная система управления оснащена необходимыми аппаратными и программными интерфейсами, чтобы управлять всеми компонентами оборудования и осуществлять обработку экспериментальных данных.

Аппаратная часть системы управления включает:

a. Управляющий компьютер с ОС Windows 7.

b. ЖК-Монитор.

c. Необходимые интерфейсы и кабели для сопряжения с электронной частью базового блока.

Базовая система ПО обеспечивает:

• единый графический интерфейс управления программными модулями системы;

• управление входными и выходными данными модулей (изображениями, таблицами, данными специальных форматов и т.д.);

• возможность экспорта численных и графических данных для их использования другими Windows-совместимыми программами;

• поддержку измерений на образцах в геометрии ван дер Пау, холловского параллелепипеда и моста;

• реализацию гибкой подстройки режимов накопления, задержки и повтора измерений с целью повышения точности на трудно измеряемых образцах;

• возможность графической проверки омичности контактов путём снятия вольтамперных характеристик;

• возможность электроформовки для создания омических контактов;

• реализацию алгоритмов коррекции приповерхностного и внутрислоевого обеднения;

• коррекцию на холловский фактор рассеяния

• автоматическую установку оптимального для измерений тока;

• управление базой экспериментальных данных с автоматической загрузкой и архивацией значений измеряемых параметров.

Конструкция криостата обеспечивает:

a. Продувку измерительной части базового блока непрерывным потоком азота с заданной температурой создаваемого путём испарения жидкого азота из дьюара.

b. Полную совместимость с измерительной частью базового блока 1.1 по геометрии зазора между полюсами постоянного магнита с учётом максимального размера образца 15 мм х 15 мм и возможного использования высокоомного буферного усилителя 4. при токах образца менее 0,1 мкА.

c. Откачку с целью предотвращения теплопереноса в измерительном отсеке.

Криостат обеспечивает:

a. Задание температуры в диапазоне, включающем значения от 90 до 500 К.

b. Точность задания температуры не более 0,5 К.

c. Стабильность поддержания заданного значения температуры не хуже 0,1 К.

Время охлаждения не более 10 минут.

Конструкция буферного усилителя обеспечивает:

a. Полную совместимость с базовым блоком 1.1 по геометрии зазора между полюсами постоянного магнита с учётом максимального размера образца 15 мм х 15 мм.

Буферный усилитель обеспечивает:

a. Измерение эффекта Холла на высокоомных образцах в постоянном магнитном поле на постоянном токе методами Ван-дер-Пау, в линейной и мостовой схемах согласно стандарту ASTM F-76 с использованием микроманипуляторов и двухтемпературного криостата.

b. Измерение эффекта Холла на образцах со слоевым сопротивлением в диапазоне от 1 МОм/квадрат до 100 ГОм/квадрат, концентрацией носителей заряда в диапазоне от 106 до 1021 см-3 и подвижностью в диапазоне от 1 до 107 см2/В·с.

c. Диапазон задаваемых токов, включающий значения от 1 пА до 10 мкА от источника с напряжением 20 В и внутренним сопротивлением 10 ТОм.

d. Входной импеданс при измерении напряжения не менее 1 ПОм и параллельной емкости не более 3 пФ.

e. Измерение напряжений в диапазоне, включающем значения от – 6 В до 6 В.

f. Коаксиальную подводку, герконную коммутацию зондов и режим измерения на постоянном сигнале.

e. Типичный уровень входного шума 4 мкВ на частотах от 0,1 до 10 Гц.

Вернуться к списку