四點(diǎn)探針系統

快速準確的特性，適用于各種材料

概述

作為物理學(xué)研究所獲獎的Ossila太陽(yáng)能電池原型平臺的一部分，Ossila的四點(diǎn)探針系統是一種易于使用的工具，用于快速測量薄片電阻、電阻率和材料的導電性。

使用我們自己的源測量單元，我們已經(jīng)能夠創(chuàng )建一個(gè)低成本的系統，實(shí)現廣泛的測量范圍。探針頭使用彈簧接點(diǎn)而不是尖銳的針頭，可以避免對精密樣品的損壞，例如厚度為納米級的聚合物薄膜*。

該系統包括一個(gè)四點(diǎn)探針，源測量單元，和易操作的PC軟件-使更多的實(shí)驗室可以測量薄片電阻。我們提供2年免費保修。

* 該系統不適用于測量形成天然絕緣氧化物(如硅)的材料的性能.

功能特征

寬電流范圍- 4點(diǎn)探針能夠發(fā)出1 μA和150毫安之間的電流，可測量的電壓范圍從低至100 μV至10 V。該系統可以測量薄板電阻范圍從100 mΩ/□至10 MΩ/□，可兼容材料范圍十分廣泛。

易于使用-只需插入系統，安裝軟件，你就可以開(kāi)始了!直觀(guān)的界面和簡(jiǎn)潔的設計使四點(diǎn)探針系統易于使用，簡(jiǎn)化了片材電阻的測量?？梢允褂酶鞣N形狀和尺寸的基片。

高精度-正極性和負極性的測量可以通過(guò)PC軟件執行。這使您能夠計算正負電流之間的平均薄片電阻-從而消除可能發(fā)生的任何電壓偏移，從而提高測量的精度。

無(wú)損檢測-設計時(shí)考慮到精密樣品的測量，四個(gè)探針頭全部采用鍍金，溫和的帶圓形探針頭的彈簧負載接觸方式。這會(huì )有60克的持續接觸力，防止探頭穿透脆弱的薄膜的同時(shí)，仍然提供良好的電接觸。

節省空間的設計-通過(guò)仔細的設計考慮，我們已經(jīng)能夠保持四個(gè)探針的占地面積到最小(總工作臺面積為14.5厘米x 24厘米)，即使在繁忙的空間緊張實(shí)驗室，仍然可以使用本系統。

快速材料表征- PC軟件(包括系統)執行所有必要的測量和計算薄片電阻，電阻率和電導率-使材料表征毫不費力。它還可以自動(dòng)進(jìn)行校正因子計算。

常見(jiàn)問(wèn)題解答

什么樣的樣品厚度與系統匹配?

四點(diǎn)探針系統是專(zhuān)門(mén)設計用來(lái)測量納米范圍內的薄膜。例如，我們成功地在PET上測量了PH為1000的30 - 40 nm的PEDOT:PSS薄膜和< 100 nm的銀納米線(xiàn)薄膜，薄膜中沒(méi)有產(chǎn)生空洞。有關(guān)更深入的解釋?zhuān)垍㈤單覀兊膽谜f(shuō)明:薄膜的薄片電阻測量。

我是否需要自己的源測量單位(源表)?

該系統有一個(gè)內置的Ossila源測量單元(SMU)，所以您不需要再買(mǎi)了。

該系統能測量的電阻率/電導率范圍有多大?

當系統測量樣品的薄片電阻時(shí)，無(wú)法給出可測量電阻率或電導率的一般范圍。這是因為可測量的電阻率范圍取決于被測樣品的厚度。試樣的電阻率可由其薄片電阻和厚度計算，公式如下:

該系統的測量范圍在100 mΩ/□和10 MΩ/□之間，所以如果我們使用上述公式中的這些值, 測量的樣品厚度是50 nm的話(huà)，那么該系統可以測量的電阻率(電導率)范圍將是5 nΩ.m到500 mΩ.m(2S/m ~ 200MS /m)。如果樣品為400μm厚，則系統的電阻率(電導率)范圍為40μΩ.m到4 kΩ.m (250μS/m ~ 25ks/m)。下表為系統測量不同數量級厚度樣品的電阻率和電導率范圍:

你們能提供其它探頭設計嗎?

目前我們提供單一探針布局，即探針間距1.27 mm的線(xiàn)性探針，探針直徑0.48 mm，以及60 g的彈簧壓力。這使我們能夠提供的價(jià)格合理的四點(diǎn)探針系統，同時(shí)仍然提供可靠和準確的薄片電阻測量。

這個(gè)價(jià)格包括所有配置嗎?

是的，產(chǎn)品頁(yè)面上顯示的一切都包括在內! 源-測量單元，四點(diǎn)探針頭，線(xiàn)性平移平臺，軟件，甚至ito涂層玻璃基片!

技術(shù)規格

測量規格

*準確性是與真實(shí)值相比較的最大偏差.

** 精度是同一測量值之間的最大偏差(用于比較測量).

物理規格

軟件

· 界面簡(jiǎn)潔直觀(guān)

· 數據保存到.csv文件

· 計算已知厚度樣品的電阻率和電導率

· 自動(dòng)校正因子計算

直觀(guān)和用戶(hù)友好的獨立PC程序用于控制四點(diǎn)探針測量，快速表征材料，而不需要用戶(hù)自己編寫(xiě)任何代碼。該PC軟件可為給定的樣本幾何形狀計算適當的幾何修正因數，以確保準確的結果。如果提供了樣品厚度，它還可以計算樣品的電阻率和電導率，以便對材料進(jìn)行廣泛的電氣表征。

薄板電阻Lite測量軟件

100nm ITO薄膜的四點(diǎn)探針測量(S111)

該軟件將數據保存到逗號分隔值(.csv)文件，方便將數據導入到您喜歡的分析軟件。高級設置讓您對測量有更大的控制，允許您設置電壓和電流限制，執行負極性測量，或使用不同間隔的探針。

軟件要求

應用

材料特性描述-電阻率是材料的固有特性，是一種重要的電學(xué)性質(zhì)。它可以通過(guò)測量已知厚度的薄膜的薄片電阻來(lái)確定，這使四點(diǎn)探針測量成為材料電學(xué)表征的關(guān)鍵技術(shù)。

薄膜太陽(yáng)能電池和發(fā)光二極管-薄膜設備(如鈣鈦礦太陽(yáng)能電池或有機發(fā)光二極管)需要橫向傳輸電荷的薄導電電極來(lái)提取。因此，在這一階段，需要使用低薄片電阻的材料來(lái)減少潛在的損失。當嘗試放大這些設備時(shí)，這就變得更加重要了，因為電荷在被提取出來(lái)之前必須沿著(zhù)電極走得更遠。

請注意，這個(gè)系統不適合硅或其他自然形成絕緣氧化物層的材料。要測量這類(lèi)材料，需要用探針穿透氧化層，這可能無(wú)法用該系統使用的彈簧加載的圓形探針。

理論

四點(diǎn)探針是測量材料薄片電阻常用的設備。薄片電阻是一種材料的電阻率除以它的厚度，表示橫向電阻通過(guò)一個(gè)薄的方形導電/半導體材料。這種測量方法使用四個(gè)探針排列在一條線(xiàn)上，每個(gè)探針之間的間距相等。外部?jì)蓚€(gè)探頭之間通過(guò)電流，導致內部?jì)蓚€(gè)探頭之間的電壓降低。通過(guò)測量電壓的這種變化，可以用下面的等式來(lái)計算薄片電阻

這里，I是外加電流，ΔV是內側兩個(gè)探頭之間的電壓下降值。這個(gè)方程的結果還必須乘以一個(gè)幾何修正因數，該修正因數基于樣品的形狀、大小和厚度。這就解釋了通過(guò)樣本的可能影響測量值電流路徑的局限性。

在我們的薄板電阻理論指南中可以找到關(guān)于薄板電阻理論背后的理論、幾何校正因數和四點(diǎn)探針技術(shù)的更深入的解釋。