Бесконтактные методы

Однозондовый метод

Схема однозондового измерения Ро получается из схемы двухзондового если одну из клем вольтметра соединить с токопроводящим контактом.

 

Устанавливоемый на поверхности образца зонд является подвижным, то есть расстояние Х можно изменять. Если провести измерение падения напряжения U между контактом К₁ и зондом, при двух различных расстояний Х то величину удельного сопротивления можно найти по формуле:

 

ρ =(S/I)*(Ux₁-Ux₂)/(x₁-x₂)

S – площадь поперечного сечения образца,

Ux₁ и Ux₂ – падение напряжения в точках x₁ и x₂

Влияние сопротивления контактов на результаты измерений удельного сопротивления будет таким же, как и в случае измерения двухзондовым методом. Можно использовать для проверки однородности измеряемого образца, определение в неоднородном по длине образце зависимости удельного сопротивления от Х проверки омичности контактов и определение величины сопротивлений токопроводящих контактов.

Омический контакт, это контакт между и полупроводником характеризующийся линейной симметричной вольтамперной характеристикой (ВАХ). Если ВАХ является асимметричной, не линейной то контакт является не омическим, а выпрямляющим.

 

Зависимость 1 – соответствует однородному образцу с сопротивлением Rk₁, т.е. с омическим контактом.

Зависимость 2 – соответствует неоднородному образцу с омическим контактом k₁.

Зависимость 3 – однородному образцу с выравнивающим контактом k₁, т.е. контактом имеющим сопротивление не равное 0.

Зависимость 4 – неоднородный образец с неомисческим контактом.

Все указанные зависимости соответствуют образцам с омическими контактами K₂. Если k₂ неомичен, то х=а будет наблюдаться скачок напряжения.

Относятся к не разрушающим методам контроля, не на до при измерении изготавливать образцы правильной геометрической формы, не надо наносить контакты и т.д. В качестве бесконтактных наиболее часто применяют индуктивный и ёмкостной методы. Для определения РО индуктивным методом используют катушку индуктивности по которой пропускают переменный ток, а так же регистрирующее устройство, позволяющее определять значение и фазу этого тока. При измерениях в зависимости от типа катушки исследуемый образец помещают либо внутрь катушки либо катушку прижимают к поверхности исследуемого образца, в обоих случаях осуществляется индуктивная связь образца с катушкой, исследуемый образец влияет на электрические параметры катушки в результате чего протекающий через неё ток несёт определённую информацию о свойствах образца.

При ёмкостном методе измерения РО измеряют активное сопротивление и ёмкость образца – импеданц образца. Связь образца с измерительной схемой осуществляется с помощью U-образных или кольцевых контактов отделённых от образца слоём диэлектриков. Металлический контакт и поверхность образца составляют ёмкость. Образец с контактами можно представить в виде последовательно включённых ёмкостей и сопротивления частью образца заключённого между контактами. Метод требует предварительной калибровки, диапазон ρ от 10^-4 до 10³.