DX-80常温电磁型全自动霍尔效应测试系统
DX-80常温电磁型全自动霍尔效应测试系统由电磁铁、电磁铁电源、高精度恒流源、高精度电压表、霍尔效应样品支架、标准样品，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 |
10-5 ～ 1027cm3/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 |
可变电磁铁 |
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磁场大小 |
1900mT（极头间距为：10mm） 1300mT（极头间距为：20mm） 900mT（极头间距为：30mm） 800mT（极头间距为：40mm） 600mT（极头间距为：50mm） |
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均匀区 |
1% |
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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电磁铁， |
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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 |
30mm*30mm |
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箱式机柜 |
600*600*1000mm |
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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-100 电磁铁 |
1、磁场强度（Magnet Flux Density） N，S间距10mm时最大磁场1900mT N，S间距20mm时最大磁场1300mT N, S间距30mm时最大磁场900mT N, S间距40mm时最大磁场 800mT N, S间距50mm时最大磁场 600mT
3、电磁铁参数 3.1、极柱直径φ：100mm 3.2、极头直径φ：60mm 3.3、极头间隙可调范围：0 ～ 100mm 3.4、线圈内阻：10.0Ω 3.5、磁场稳定性：±0.3Gs（24h时间内） 3.6、自重：110Kg 3.7、自带移动车轮，可根据客户需要随意变动放置位置 |
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仪器2 |
DX-2030 恒流源 |
1、输出电压：有效输出电压范围 0V—100V DC，开路输出电压为120V ± 8V @10A 2、输出电流：–10A ～ +10A DC（电流线性渐变速率0.01A/s—2A/s连续可选） 3、高步进分辨率0.1mA（1/100000 F.S.） 4、准确度 ±（0.2%设置值+5mA）、 稳定度优于±0.1% @10A 5、噪声/纹波：10mA RMS 典型值 @10A 6、 RS-232接口可数控极性转换，方便进行自动化试验过程 7、交互能力： 白色背光FSTN LCD显示器，必备的LED状态指示器，与显示器和指示器配合的3´4键交互型功能键盘操作，标准配备RS-232C计算机接口和易用的接口特性，完备的计算机接口命令集，扫描过程中的定时连续触发输出功能 8、负载保护功能：仪器掉电保护、仪器过温保护、仪器过流保护、仪器过功率保护 |
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仪器3 |
DX-1500 高斯计 |
1、量程：±0.1Gs ～ ±30kGs 2、分辨率：0.1Gs 3、精度：读数的±0.3%±0.05%量程 4、测磁传感器厚度为1.0mm，长度为100mm 5、人机交互：明亮的宽屏高清液晶屏， 4¾位显示，标准9针“D”型RS232连接器 6、自动化：完备的计算机指令，可通过数据通讯，实时在电脑界面监测并控制测试样品周围的磁场环境 |
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仪器4 |
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5 |
上位机软件 |
1、可实现一键自动化测量，检测开始后无需人员进行操作即可进行测量。 2、在软件中进行设置可进行自动变温测量。 3、软件中可进行I-V曲线、B-V曲线以及测量的各个半导体参数对于温度t的曲线图 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 6、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 |
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仪器6 |
配套仪器装置 |
1、标准600mm*600mm*1000mm（长*宽*高）箱式机柜，内置6芯插排，数量和功率均满足各使用仪器电源的同时使用要求 2、标准接口用FX-8型号机械真空泵，速度可达：3L/S 3、恒温器固定装置，带滑轨可实现恒温器带动样片的移动。 4、磁场传感器探头固定装置：全铝非导体支架5-70mm可调 5、温度测量与控制连接线固定装置 6、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 |
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