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四探針?lè)y(cè)方塊電阻的原理
日期：2025-11-09 01:05
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摘要：
四探針?lè)y(cè)方塊電阻的原理
四探針?lè)y(cè)方塊電阻的原理
四探針?lè)ㄊ且环N簡(jiǎn)便的測(cè)量電阻率的方法。對(duì)于一般的線性材料，我們常常用電阻來(lái)表征某一段傳輸電流的能力，其滿足以下關(guān)系式：
(式3-1)
其中ρ、l和s分別表示材料本身的電阻率、長(zhǎng)度和橫截面積。對(duì)于某種材料ρ滿足關(guān)系式：
(式3-2)
ne、nh、un、uh和q分別為電子濃度、空穴濃度、電子遷移率、空穴遷移率和基本電荷量。
對(duì)于具有一定導(dǎo)電性能的薄膜材料，其沿著平面方向的電荷傳輸性能一般用方塊電阻來(lái)表示，對(duì)于邊長(zhǎng)為l、厚度為xj方形薄膜，其方塊電阻可表示為：
(式3-3)
即方塊電阻與電阻率ρ成正比，與膜層厚度成反比，而與正方形邊長(zhǎng)無(wú)關(guān)。
方塊電阻一般采用雙電測(cè)電四探針來(lái)測(cè)量，測(cè)量裝置如圖3-4所示。四根由鎢絲制成的探針等間距地排成直線，彼此相距為(一般為幾個(gè)mm)。測(cè)量時(shí)將針尖壓在薄膜樣品的表面上，外面兩根探針通電流I(一般選取0.5~2)，里面的兩探針用來(lái)測(cè)量電壓，通常利用電位差計(jì)測(cè)量。
圖3-4 雙電測(cè)電四探針測(cè)量薄膜方塊電阻結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
當(dāng)被測(cè)樣品的長(zhǎng)度和寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于探針間距，薄膜方塊電阻具體表達(dá)式為：
□ (式3-4)
即薄膜的方塊電阻和外側(cè)探針通電流后在內(nèi)探針處產(chǎn)生的電位差大小有關(guān)。如果樣品的線度相對(duì)探針間距大不多時(shí)，上式中的系數(shù)c必須加以適當(dāng)?shù)男拚?，修正值與被測(cè)樣品的形狀和大小有關(guān)。
C=4.53