The van der Pauw technique is one of the popular methods for determining the conductivity of flat metal samples. Traceability of the national standard for the conductivity has been achieved by direct current measurement techniques in national measurement institutes of many countries. But recently, alternative current measurement techniques for determining the conductivity of flat metal samples is also interested. In this study, we measured the conductivity of non-ferrous and ferrous flat metals at alternative current using van der Pauw technique. As measurement results, the conductivities of the samples were decreased according to increasing the test frequency even though the decreasing ratio was different.
반도체 웨이퍼의 면저항을 정밀 측정하는 대표적인 두가지 방법인 4탐침(four point probe)방법과 van der Pauw방법으로 반도체 웨이퍼의 면저항을 비교평가 하였다. 4탐침방법에 의한 측정 시스템을 사용하여 웨이퍼의 전체 면에 대하여 면저항을 측정하고, 같은 웨이퍼의 가장자리 네 지점에 탐침 전극을 구성한 후 van der Pauw 방법으로 면저항을 측정한 결과 4탐침 방법에 의한 측정결과를 기준으로 1 %이하의 일치도를 나타냈다.
The widely-used measurement methods for conductivity of non-magnetic metals are van der Pauw method, Two Point Probe method and Eddy Current method. Among them a more simpler and easier method is the Eddy Current method and an instrument using the method is a Conductivity Meter which can measure a conductivity by contacting its probe on a sample surface. However, conductivity standards are essentially needed to confirm the meter's performance or to calibrate it. In this study, six kinds of the standards which are made of Cu, Al-1, Al-2, brass, Zn and SUS-316 are developed and conductivity ranges for the standards are 2.27 %IACS ~ 101.6 %IACS with measurement uncertainty of less than 0.3 %.
4단자 방법과 van der Pauw 측정방법으로 자성금속(Fe)과 비자성금속(SUS316)에 대한 전기 비저항을 시험한 결과 van der Pauw 방법에 의한 측정결과를 기준값으로 비교하였을 때, 전극 간격이 시료 단위면적 총길이의 3배에 해당하는 위치에서 비저항 값이 일치하였으며, 이를 도전율로 환산하였을 때 전극 간격이 좁을 수 록 도전율은 크게 나타났다.
Touch panel 및 Touch screen 등의 투명전극으로 많이 사용되고 있는 ITO(Indium Tin Oxide)나 CNT(Carbon Nano Tube) 등 전도성 박막의 면저항을 쉽고 빠르게 측정하기 위하여 van der Pauw method를 이용한 면저항 측정기를 개발하였다. 이 면저항 측정기는 대면적 시료의 면저항을 측정 할 수 있어 매우 편리하다. 면저항 측정은 주로 Four Point Probe method로 측정하는 것이 일반적이나 본 연구에서는 van der Pauw method를 이용한 측정값과 Four Point Probe method로 측정한 결과를 비교한 결과 1 % 이내에서 일치하였다. 개발된 측정기의 측정 정확도는 지시값의 1.0 % 이하이고, 측정범위는 $2{\Omega}/{\square}{\sim} 5k{\Omega}/{\square}$이다.
금속의 전기비저항 측정은 4단자 방법, van der Pauw 방법, Four Point Probe(FPP) 방법 등이 있으며, 이들의 정확한 측정방법을 고찰하고, 그 중 FPP 방법에 의한 비저항의 두께효과를 비교 분석하기 위하여 비자성 금속 SUS 316을 두께별로 가공한 후 실험하였다. 그 결과 4단자 및 van der Pauw 방법으로 측정된 도전율은 각각 2.273 %IACS으로 나타났으며, FPP방법으로 측정된 도전율은 probe spacing 5.0 mm, dc current 10 A에서 시료의 두께가 2 mm일 때 2.288 %IACS, 3 mm일 때 2.271 %IACS로서 상기 두 방법으로 측정한 결과와 0.5 %이내에서 일치하였으나, 시료가 5mm 및 11 mm 에서는 매우 큰 오차를 나타냈다.
금속의 비저항 측정방법은 4단자 방법, van der Pauw 방법, Four-Point Probe(FPP) 방법, eddy current 방법 등이 있다. 이들의 측정방법은 다르지만 동일한 시료에 대해 평가한 비저항은 측정 불확도 범위 내에서 일치하여야 한다. 이에 따라 균질한 비자성 금속(STS 316)을 선정한 후 비저항을 평가한 결과 4단자와 van der Pauw 방법에 의한 비저항(도전율)은 각각 75.86 ${\mu}{\Omega}{\cdot}cm$(2.273 %IACS)과 75.84 ${\mu}{\Omega}{\cdot}cm$(2.273 %IACS)로서 거의 동일한 결과를 나타냈으며, Four Point Probe(FPP) 방법은 75.91 ${\mu}{\Omega}{\cdot}cm$(2.271 %IACS), eddy current 방법은 76.63 ${\mu}{\Omega}{\cdot}cm$(2.25 %IACS)으로 나타났다.
The doped n-type $Al_{x}Ga_{1-x}Sb$ crystals were grown by the vertical Bridgman method at composition ratio x=0, x=0.1, x=02 respectively. The lattice constants of the $Al_{x}Ga_{1-x}Sb$ crystals were 6.096${\AA}$, 6.097${\AA}$, 6.106${\AA}$ at composition ratio respectively. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the Van der Pauw method at x-0 were n≡1 x $10^{17}$$cm^{-3}$, $\rho$≡0.15 ${\Omega}$-cm, ${\mu}$$_{n}$≡500 $\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ at 300K. The carrier concentration, the resistivity, and the carrier mobility measured by the Van der Pauw method at x=0.1 were n≡2.96 x $10^{15}$$cm^{-3}$, $\rho$≡103 $\textrm{cm}^2$$V^{-1}$$sec^{-1}$ at 300K.
금속의 전기 비저항 측정방법은 일반적으로 4단자, van der Pauw, Four-Point Probe(FPP), eddy current 방법 등이 있다. 이들의 측정방법들은 각각 다르지만 동일한 시료에 대한 전기 비저항 측정값은 거의 같은 결과를 나타내어 야 한다. 금속 전기 비저항의 정밀측정에 대한 연구를 위하여 비자성 금속인 STS 316 시료를 선정하여 측정한 결과 4단자와 van der Pauw 방법으로 측정된 비저항은 각각 $75.86{\mu}g\Omega{\cdot}cm$(2.273 %IACS), $75.80{\mu}g\Omega{\cdot}cm$(2.275 %IACS)이며, 측정 불확도는 0.25 %로서 거의 동등한 결과를 나타냈고, Four Point Probe(FPP) 방법으로 측정된 비저항은 $75.36{\mu}g\Omega{\cdot}cm$(2.288 %IACS), 측정 불확도는 0.45 %, eddy current 방법으로 측정된 비저항은 $76.63{\mu}g\Omega{\cdot}cm$(2.25 %IACS), 측정 불확도는 0.64 %로 나타났다.
Laser ablation법으로 c-축 배향되도록 만든 Y/sub 1/Ba/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 7- .delta. / 박막으로 임계온도 근처에서 운반자들의 정보를 얻기위하여 Hall 효과를 연구하였다. 자기비저항은 Nernst 효과 때문에 자기장이 증가할 수록 offset 점의 온도가 낮았고, 자기비저항으로 부터 열자기적 효과를 고 려하여 계산한 Hall 비저항값과 실제 van der Pauw 법으로 측정한 Hall 비저항값을 비교해 본 결과 비교적 잘 일치하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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