具体测试对象:
二维材料及透明导电氧化物电极层
掺杂或退火工艺处理后的外延片与衬底。
半导体材料薄膜或体材Si、GaAs、InP、InGaAs等
原理:在垂直样品表面方向施加已知磁场,样品平面内通以恒定电流,运动载流子受洛伦兹力偏转,在垂直于电流与磁场方向两侧积累电荷,形成霍尔电压。通过范德堡法或霍尔桥结构测量霍尔电压符号与幅值,结合电阻率获得载流子类型、浓度与迁移率。
作用:测定半导体材料的载流子浓度、迁移率及导电类型,这些参数直接决定探测器暗电流、响应速度及内建电场分布。可评估掺杂效率、缺陷补偿度及材料电学均匀性,为探测器材料的生长优化、退火条件筛选及器件模拟输入参数提供定量依据。
样品表面须平坦,范德堡法测量需在样品边缘或四角制备欧姆接触电极,电极尺寸远小于样品边长。样品厚度须均匀且已知,以便由薄层电阻换算体电阻率。薄膜样品若生长于异质衬底上,须确认衬底电导率远低于膜层,或采用绝缘衬底以避免并联导电。样品在测试电流范围内须呈现欧姆行为,电极接触电阻与样品电阻之比须小于0.01。高阻样品须采取防漏电与屏蔽措施。
3.1欧姆接触失效或整流效应。
电极与半导体界面形成肖特基势垒时,霍尔电压测量回路引入非线性压降,导致霍尔迁移率偏低,须预先测量各电极对间I-V曲线验证接触欧姆性。
3.2少数载流子与混合导电干扰。
宽禁带高阻材料中本征激发与杂质带导电并存时,单载流子霍尔模型失效,所测霍尔系数反映多载流子补偿后的等效值,须结合温度依赖测量分离各组分贡献。

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