四點探針係統

    作為物理學研究所獲獎的Ossila太陽能電池原型平台的一部分,Ossila的四點探針係統是一種易於使用的工具,用於快速測量薄片電阻、電阻率和材料的導電性。
  1. 詳細信息

四點探針係統

快速準確的特性,適用於各種材料

概述

作為物理學研究所獲獎的Ossila太陽能電池原型平台的一部分,Ossila的四點探針係統是一種易於使用的工具,用於快速測量薄片電阻、電阻率和材料的導電性

使用我們自己的源測量單元,我們已經能夠創建一個低成本的係統,實現廣泛的測量範圍。探頭使用彈簧接點而不是尖銳的針頭,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*

該係統包括一個四點探針,源測量單元,和易操作PC軟件-使更多的實驗室可以測量薄片電阻。我們提供2年免費保修

注射泵4.png 

* 該係統不適用於測量形成天然絕緣氧化物(如矽)的材料的性能.

功能特征

寬電流範圍- 4點探能夠發出1 μA150毫安之間電流,可測量電壓範圍從低至100 μV10 V。該係統可以測量薄板電阻範圍100 mΩ/□10 MΩ/□可兼容材料範圍十分廣泛。

 

易於使用-隻需插入係統,安裝軟件,你就可以開始了!直觀的界麵和簡潔的設計使四點探針係統易於使用,簡化了片材電阻的測量。可以使用各種形狀和尺寸的基片

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-從而消除可能發生的任何電壓偏移,從而提高測量的精度。

 

無損檢測-設計時考慮到精密樣品的測量,四個探針頭全部采用鍍金,溫和的圓形探針頭彈簧負載接觸方式。這會有60克的持續接觸力,防止探頭穿透脆弱的薄膜的同時,仍然提供良好的電接觸。

 

節省空間的設計-通過仔細的設計考慮,我們已經能夠保持四個探針的占地麵積到最小(總工作台麵積為14.5厘米x 24厘米),即使在繁忙的空間緊張實驗室,仍然可以使用本係統

 

快速材料表征- PC軟件(包括係統)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。它還可以自動進行校正因子計算。

 圖片1.png

常見問題解答

什麼樣的樣品厚度與係統匹配?

四點探針係統是專門設計用來測量納米範圍內的薄膜。例如,我們成功地在PET上測量了PH100030 - 40 nmPEDOT:PSS薄膜和< 100 nm的銀納米線薄膜,薄膜中沒有產生空洞。有關更深入的解釋,請參閱我們的應用說明:薄膜的薄片電阻測量。

我是否需要自己的源測量單位(源表)?

該係統有一個內置的Ossila源測量單元(SMU),所以您不需要再買了

該係統能測量的電阻率/電導率範圍有多大?

當係統測量樣品的薄片電阻時,無法給出可測量電阻率或電導率的一般範圍。這是因為可測量的電阻率範圍取決於被測樣品的厚度。試樣的電阻率可由其薄片電阻和厚度計算,公式如下:

 

該係統測量範圍100 mΩ/□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,那麼該係統可以測量的電阻率(電導率)範圍將是5 nΩ.m500 mΩ.m(2S/m ~ 200MS /m)。如果樣品為400µm厚,則係統的電阻率(電導率)範圍為40µΩ.m4 kΩ.m (250µS/m ~ 25ks/m)。下表為係統測量不同數量級厚度樣品的電阻率和電導率範圍:

樣品厚度

電阻率範圍

電導率範圍

10 nm

1 n.m - 100 m.m

10 S/m - 1 GS/m

100 nm

10 n.m - 1 .m

1 S/m - 100 MS/m

1 µm

100 n.m - 10 .m

100 mS/m - 10 MS/m

10 µm

1 µ.m - 100 .m

10 mS/m - 1 MS/m

100 µm

10 µ.m - 1 k.m

1 mS/m - 100 kS/m

1 mm

100 µ.m - 10 k.m

100 µS/m - 10 kS/m

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格合理的四點探係統,同時仍然提供可靠和準確的薄片電阻測量。

這個價格包括所有配置嗎?

是的,產品頁麵上顯示的一切都包括在內! -測量單元,四點探頭,線性平移平台,軟件,甚至ito塗層玻璃基!

技術規格

測量規格

電壓範圍

±100 μV ~ ±10 V

電流範圍

±1 μA~ ±150 mA

薄層電阻範圍

100 mΩ/□~ 10 MΩ/□ (歐姆每平方英尺)

 

薄層電阻

準確性*

精確度**

測量範圍

100 mΩ/□

±8%

±3%

1

1 Ω/□

±2%

±0.5%

1

10 Ω/□

±1%

±0.5%

1

100 Ω/□

±1%

±0.05%

2

1 kΩ/□

±1%

±0.03%

2

10 kΩ/□

±1%

±0.02%

3

100 kΩ/□

±2%

±0.05%

4

1 MΩ/□

±8%

±0.5%

5

10 MΩ/□

±30%

±5%

5

*準確性是與真實值相比較的最大偏差.

** 精度是同一測量值之間的最大偏差(用於比較測量).

 

物理規格

探針距離

1.27 mm

矩形樣品尺寸範圍

長邊最小: 5 mm
短邊最大: 60 mm

圓形樣本尺寸範圍(直徑)

5 mm ~ 76.2 mm

最大樣本厚度

10 mm

外形尺寸

: 145 mm
: 150 mm
: 240 mm

 圖片2.png

 

軟件

· 界麵簡潔直觀

· 數據保存到.csv文件

· 計算已知厚度樣品的電阻率和電導率

· 自動校正因子計算

直觀和用戶友好的獨立PC程序用於控製四點探針測量,快速表征材料,而不需要用戶自己編寫任何代碼。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,以便對材料進行廣泛的電氣表征。

圖片3.png

薄板電阻Lite測量軟件

 

圖片4.png100nm ITO薄膜的四點探針測量(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製,允許您設置電壓和電流限製,執行負極性測量,或使用不同間隔的探針。




軟件要求

操作係統

Windows 10 (32-bit or 64-bit)

CPU

Dual Core 2 GHz

RAM

2 GB

可用硬盤空間

178 MB

顯示器分辨率

1440 x 900

接口

USB 2.0, or Ethernet (requires DHCP)

 

應用

材料特性描述-電阻率是材料的固有特性,是一種重要的電學性質。它可以通過測量已知厚度的薄膜的薄片電阻來確定,使四點探針測量成為材料電學表征的關鍵技術。

圖片5.png 

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

請注意,這個係統不適合矽或其他自然形成絕緣氧化物層的材料。要測量這類材料,需要用探針穿透氧化層,這可能無法用該係統使用的彈簧加載的圓形探針。

理論

探針是測量材料薄片電阻最常用的設備。薄片電阻是一種材料的電阻率除以它的厚度,表示橫向電阻通過一個薄的方形導電/半導體材料。這種測量方法使用四個探針排列在一條線上,每個探針之間的間距相等。外部兩個探頭之間通過電流,導致內部兩個探頭之間的電壓降低。通過測量電壓的這種變化,可以用下麵的等式來計算薄片電阻

圖片7.png 

這裏,I外加電流,ΔV是內側兩個探頭之間的電壓下降。這個方程的結果還必須乘以一個幾何修正因,該修正因基於樣品的形狀、大小和厚度。這就解釋了通過樣本的可能影響測量值電流路徑的局限性

圖片6.png

在我們的薄板電阻理論指南中可以找到關於薄板電阻理論背後的理論、幾何校正因和四點探針技術的更深入的解釋。