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전기공학 test(실험) - 면저항 test(실험) (4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정)

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작성일18-05-17 10:12

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또, 4 point probe에서 전압을 안쪽에서 측정(measurement)하는 이유는 4 point를 시편에 접촉시켰을 때 접촉저항이 발생한다. 전압계는 저항의 영향이 큰데 이 접촉저항이 클 경우에는 전압계로 측정(measurement)값이 오차가 많이 발생하게 된다된다.

보정표(correction factor)를 사용하는 이유
probe의 거리s와 박막의 넓이의 비에 대한 보정값 형태로 영향을 미친다.
비저항 은 단위면적당 단위길이당 저항을 말한다.
결국 전류는
하지만 그림 의 경우처럼 전류를 흘려보자. 여기에도 역시 전압계의 내부저항이 존재한다.

t : 두께 , f(r) : 비율의 함수

實驗을 준비하는데 있어 시편 준비 등 일이 많아 4 point probe를 사용한다. 만일 전압계의 내부저항 일 경우 전류는 전압계를 지나지 않아 로 정확히 측정(measurement)이 가능하다.
한 변의 길이가 1cm인 정육면체를 표준으로 한다.

전기공학 test(실험) - 면저항 test(실험) (4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정)
실험결과/기타
1.實驗목적
면저항(Sheet Resistance)의 개념(槪念)을 이해하고 4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정(measurement)하고 측정(measurement)값과 theory(이론)값을 비교한다.
비저항 은 물질마다 고유의 값을 가지고 있따

Van der pauw’s method
Van der pauw’s method은 비저항 측정(measurement) 방법이다.

2.문제
면저항의 정의
:비저항, R:전체 저항
:면저항(Sheet resistance)
,
전체저항은 크기에 영향을 받기 때문에 저항을 비교하기 위해서는 크기를 통일한다.

여기서 전체저항과 면저항을 구분하기 위해 /을 한다. 일반적으로 의 보정계수는 4 point probe의 성적서에 탐침 간격에 대한 오차가 없는 경우 1.0으로 취급한다.

3. 實驗결과

박막의 종류
박막의 두께
시편의 크기
측정(measurement) 전류
측정(measurement) 전압
측정(measurement) 면저항
계산 면저항(theory(이론)값)
2조 IZTO(n-type)
340nm
1.51.5
100mA
275.8mV
12.38
12.1

4 point probe의 보정계수는 4.53이고 전류범위는 auto로 설정해 놨는데 이때 전류의 범위를 잘못 측정(measurement)하면 재료가 탈 수 도 있따
Sample size 계수는 40mm이상의 직경의 sample일 경우 4.534이고, 박막두께계수는 박막두께가 약400um이하 일 때 1이며 온도는 sample의 온도계수에 따라 약간의 alteration(변화) 가







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설명
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다.
, ()
: 탐침 간격에 대한 시료의 크기 보정계수, : 탐침 간격에 대한 시료의 두께 보정계수, : 탐침 간격에 대한 보정계수, : 온도 보정계수 이다.
측정(measurement)할 때 탐침전극을 사용하고 최외곽 가장자리에 위치시켜야 측정(measurement)의 정확도를 높일 수 있따

4 point probe
전류를 흘려 전압계로 전압을 측정(measurement)하는데 이때 전압을 흘리지 않고 전류를 흘리는 이유는 전압을 흘릴 경우 접촉저항으로 전체저항에 오차가 생기기 쉽기 때문일것이다 전류를 흘릴 경우 오차에 영향을 거의 미치지 못한다.

이때 4.53은 박막의 넓이가 무한대라는 가정하에 나오는 값이다. 전류계의 내부저항 r이 이어야 정확히 측정(measurement)이 된다된다.
4 point probe 에 전압을 흘리면 오차가 생기는 이유를 보자. 그림 을 보면 전류를 흘리고 전류계로 전류를 측정(measurement)하는 방식이다. 이 접촉저항을 최소화하기 위해서 4포인트 안쪽 2개에 전압계를 연결해 측정(measurement)하게 된다된다. 박막은 circle,square,rectangle이 있을 수 있따
의 公式 이 있따 이때 은 박막의 넓이가 무한하다는 가정의 값이다.
그러나 실제로는 그렇지 못하니 보정계수를 통해 값을 보정해준다. 이는 물리적 의미는 없다.Van der pauw’s method은 4 point probe에 비하여 박막의 면저항 측정(measurement)에 많이 사용되진 않지만 국부면이 아닌 전체면에 대하여 비교적 간단하게 측정(measurement)할 수 있으며, 측정(measurement) 탐침은 최외곽 가장자리 위치에서만 사용하므로 비교적 4 point probe보다 표면에 손상을 주지않는 비파괴적인 방법이다. 이때 전류 I를 측정(measurement)하려면 전체 저항은 R이어야하나 실제로 전류계에 내부저항이 존재한…(drop) 다.

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