Halleffektmessung an Halbleitern mit Hilfe kapazitiver Kontakte

Übersicht

Zur Halleffektmessung an quaderförmigen Halbleiterproben wurde ein Wechselstromverfahren entwickelt, bei dem die Hallspannung kapazitiv mit zylindrischen Elektroden (2 mm ∅) abgegriffen wird. Sie durchläuft ein RC-Netzwerk und einen Differenzverstärker und wird mit einem Oszillografen gemessen. Die Methode ist insbesondere auch für tiefe Temperaturen geeignet. Die erreichte Empfindlichkeit beträgt ungefähr 1 mV. Zur Kalibrierung des Hallspannungsmeßkreises werden zwei Verfahren angegeben. Die Einspeisung des Probenwechselstromes erfolgt entweder in form von Rechteckimpulsen über ohmsche Kontakte oder sinusförmig auf kapazitivem Weg über Leitsilberanstriche. Ein Vergleich von Messungen an Ge, Si und GaAs zwischen 2,3 und 300 K bei Induktionen von 2,4 bis 8,5 kG mit Gleichstrommessungen an kontaktierten Proben ergibt eine zufriedenstellende Übereinstimmung. Damit ist ein Verfahren gefunden, das auch bei schlecht kontaktierbaren Stoffen gut anwendbar ist.

Contents

For low temperature Hall effect measurements on rectangular semiconductor samples an ac-method has been developed that emplois cylindrical electrodes of 2 mm diameter as capacitive Hall voltage probes. After passing an RC-network and a differential amplifier, the Hall signal is determined using an oscilloscope. The sensitivity obtained is about 1 mV. Two calibration procedures are presented. The alternating current is fed into the samples through ohmic contacts or through coatings of conductive epoxy acting as capacitive contacts, using rectangular or sinusoidal waveforms respectively. Measurements carried out between 2,3 and 300 K at 2,4 to 8,5 kG have been compared with common dc-measurements on samples with ohmic contacts. The results are in satisfactory agreement. So the method presented is particular usefull for Hall effect measurements on materials, which are not easily supplied with ohmic contacts.