在材料研究與電子器件開發(fā)領(lǐng)域，精確測(cè)量材料的電學(xué)特性至關(guān)重要?；魻栃?yīng)測(cè)量作為獲取材料載流子類型、濃度及遷移率等關(guān)鍵參數(shù)的重要手段，其測(cè)量技術(shù)的發(fā)展直接影響著科研與工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)程。美國(guó)Lake Shore Cyrotroncis.公司憑借其專利的快速霍爾測(cè)量技術(shù)（專利號(hào)：9797965和10073151），正linghang著霍爾測(cè)量技術(shù)的新變革。相比傳統(tǒng)的霍爾效應(yīng)測(cè)量解決方案，FastHall Station桌面式霍爾效應(yīng)測(cè)試儀速度大幅提升，尤其在測(cè)量低載流子遷移率樣品時(shí)，測(cè)量速度可達(dá)傳統(tǒng)方法的 100 倍，幾秒鐘內(nèi)即可精確測(cè)量流動(dòng)性極低的材料。

由于M91快速霍爾測(cè)量模塊在具備高性能霍爾測(cè)量的同時(shí)，還具有很高的拓展性，可以與電磁體平臺(tái)、低溫強(qiáng)磁場(chǎng)聯(lián)用。為了滿足一體化和便攜性測(cè)量需求的客戶，LakShore推出的FastHall Station桌面式霍爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)提供了霍爾效應(yīng)測(cè)量的所有部件，包括M91快速霍爾測(cè)試模塊、1T永磁體、高性能樣品插件、MeasureLINK控制軟件和控制電腦。整個(gè)設(shè)備采用一體化桌面式設(shè)計(jì)，無(wú)需占用較大的實(shí)驗(yàn)室空間。該設(shè)備操作簡(jiǎn)單易用，測(cè)量前無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)備設(shè)置，是一款真正的“交鑰匙”系統(tǒng)，適用于追求快速和高效的測(cè)量需求，能在短時(shí)間內(nèi)獲得準(zhǔn)確測(cè)量數(shù)據(jù)的科研和工業(yè)用戶。

FastHall Station桌面式霍爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)

基于FastHall技術(shù)的高精度快速測(cè)量

FastHall Station的核心競(jìng)爭(zhēng)力在于其搭載的 M91 快速霍爾測(cè)試模塊，該模塊采用Lake Shore專利的快速霍爾測(cè)量技術(shù)（專利號(hào)：9797965和10073151），測(cè)量過(guò)程不需要磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)，配合設(shè)備自帶的永磁體和MeasureLINK軟件的預(yù)設(shè)測(cè)量序列，即可快速完成霍爾效應(yīng)測(cè)量，尤其是對(duì)于低遷移率的材料，測(cè)試速度可以提高100倍。對(duì)于常規(guī)材料的測(cè)試，也可以在幾秒內(nèi)完成。

M91快速霍爾測(cè)量模塊	相比傳統(tǒng)方法快至100倍的測(cè)量速度

全封閉屏蔽的環(huán)境，保障測(cè)量可靠性

FastHall Station 擁有全封閉、屏蔽的測(cè)量環(huán)境，具備電子屏蔽、低噪聲的樣品空間和防護(hù)觸點(diǎn)，有效減少了外界干擾，與大多數(shù)類似的解決方案相比，在該設(shè)備上測(cè)量到的載流子類型、載流子濃度、遷移率等霍爾系數(shù)特性數(shù)據(jù)結(jié)果更加可靠。在樣品安裝方面，設(shè)備提供了焊接和探針式樣品卡，樣品卡自帶焊點(diǎn)，無(wú)需焊接接觸焊盤即可輕松安裝樣品。實(shí)驗(yàn)操作人員只需裝入樣品，借助隨附的MeasureLINK-MCS軟件，就能便捷地進(jìn)行范德華測(cè)量，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)流程，降低了操作難度。

樣品安裝插件及探針式、焊盤式樣品卡

低溫測(cè)量選件和柵極偏置選件測(cè)量

FastHall Station配有液氮單點(diǎn)溫度測(cè)量選件，支持77K的低溫霍爾測(cè)量。該選件包含帶有液氮存儲(chǔ)罐的低溫測(cè)量平臺(tái)和用于添加液氮的漏斗，搭配室溫的樣品插件和樣品卡即可完成低溫測(cè)量。

單點(diǎn)溫度選件（77K）

柵極偏置選件包括一臺(tái) MeasureReady™ 155 直流精密電流和電壓源儀器 (155-DC)，提供一個(gè)低噪聲電壓源，用于在施加?xùn)艠O偏置的情況下進(jìn)行霍爾測(cè)量。電壓通過(guò)樣品架頂部的三軸連接器施加，樣品架還具有安全聯(lián)鎖功能，在移除樣品時(shí)可禁用偏置電壓。為柵極偏置掃描提供了測(cè)量腳本，以便在一系列離散柵極偏置設(shè)置下進(jìn)行霍爾測(cè)量。

柵極偏置選件

相較于傳統(tǒng)桌面式霍爾系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)與其他桌面式霍爾測(cè)量設(shè)備或相似的測(cè)量方案對(duì)比，F(xiàn)astHall Station具有體積小巧，產(chǎn)品設(shè)計(jì)多項(xiàng)升級(jí)，還能提供優(yōu)于傳統(tǒng)方式的測(cè)量結(jié)果。

綜上所述，美國(guó)Lake Shore Cyrotronic Inc.公司研發(fā)生產(chǎn)的FastHall Station桌面式霍爾效應(yīng)測(cè)量系統(tǒng)是一款功能和性能強(qiáng)大、測(cè)量速度快、操作簡(jiǎn)便的高精度測(cè)量系統(tǒng)，是表征和分析各種電子材料的理想之選。 對(duì)于低遷移率材料和高電阻材料具有廣泛的應(yīng)用。

應(yīng)用領(lǐng)域

1、 低遷移率材料

在材料科學(xué)領(lǐng)域，低遷移率材料近年來(lái)逐漸成為研究熱點(diǎn)，F(xiàn)astHall Station 在這一領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。

1.1 集成電路

在大規(guī)模集成電路中，雖然主流的半導(dǎo)體材料追求高載流子遷移率以提升運(yùn)算速度，但在傳感器電路部分，低遷移率材料卻有著特殊的應(yīng)用價(jià)值。其能夠精確控制載流子傳輸，對(duì)特定信號(hào)進(jìn)行緩慢而穩(wěn)定的響應(yīng)，從而提高傳感器的精度和穩(wěn)定性。

1.2 太陽(yáng)能電池

在太陽(yáng)能電池領(lǐng)域，以銅銦鎵硒（CIGS）薄膜太陽(yáng)電池和鈣鈦礦太陽(yáng)能電池為例。CIGS 薄膜太陽(yáng)電池的吸收層材料載流子遷移率相對(duì)較低，通過(guò)優(yōu)化結(jié)構(gòu)和制備工藝，利用其低遷移率特性控制光生載流子的傳輸和復(fù)合過(guò)程，減少非輻射復(fù)合損失，提高電池性能。部分鈣鈦礦材料雖載流子遷移率不是特別高，但在低載流子密度下以激子復(fù)合為主導(dǎo)，具有較大的激子結(jié)合能和高光致發(fā)光量子產(chǎn)率。FastHall Station 可對(duì)這些材料進(jìn)行精確測(cè)量，助力其性能優(yōu)化，推動(dòng)太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的發(fā)展。

1.3光電探測(cè)器

有機(jī)材料因良好的光吸收特性和柔韌性，可用于制備柔性光電探測(cè)器，應(yīng)用于可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域。盡管有機(jī)材料遷移率低，但通過(guò)合理設(shè)計(jì)器件結(jié)構(gòu)和優(yōu)化材料性能，并結(jié)合 FastHall Station 極低遷移率快速、精確測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，能更好地發(fā)揮其應(yīng)用前景。

1.4 熱電材料

通過(guò)原位復(fù)合效應(yīng)結(jié)合界面優(yōu)化的策略，如引入適量石墨烯調(diào)制電 - 聲輸運(yùn)行為，可提升其穩(wěn)定性和熱電性能。在中高溫區(qū)廢熱回收及溫差發(fā)電領(lǐng)域，這種材料具有應(yīng)用前景。例如，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的大量廢熱，可以利用基于 Cu?Se 等低遷移率熱電材料的裝置將廢熱轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)能源的回收利用，提高能源利用效率。FastHall Station 能夠準(zhǔn)確測(cè)量材料在不同條件下的電學(xué)性能，為熱電材料的研發(fā)和應(yīng)用提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)支持。

2、高電阻材料

對(duì)于高電阻材料，F(xiàn)astHall Station 同樣有著重要的應(yīng)用價(jià)值。在半導(dǎo)體集成電路中，需要各種不同阻值的電阻元件來(lái)實(shí)現(xiàn)電路功能，高電阻材料制成的電阻元件能滿足這一需求。同時(shí)，高電阻材料還可作為器件隔離層，防止不同器件之間的電信號(hào)相互干擾；像碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等高電阻半導(dǎo)體材料，憑借其優(yōu)良特性，被用于制造高性能半導(dǎo)體器件，F(xiàn)astHall Station 能對(duì)這些材料的電學(xué)性能進(jìn)行精確測(cè)量，助力提升器件性能。此外，在半導(dǎo)體制造過(guò)程中，高電阻材料作為擴(kuò)散阻擋層，控制雜質(zhì)擴(kuò)散，F(xiàn)astHall Station 可幫助科研人員更好地研究和優(yōu)化這一過(guò)程。

樣機(jī)體驗(yàn)：

為了便于廣大客戶全面了解和體驗(yàn)FastHall Station桌面式快速霍爾測(cè)量系統(tǒng)，Quantum Design中國(guó)公司引進(jìn)了該設(shè)備樣機(jī)并已調(diào)試完畢，可以完成各類材料的霍爾效應(yīng)測(cè)量。即日起，我們歡迎對(duì)該設(shè)備感興趣的老師和同學(xué)來(lái)訪，我們?cè)赒uantum Design中國(guó)樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室恭候大家的到來(lái)。