Методы измерения удельного сопротивления

Методы основаны на определении разности электр-х потенциалов на некот. участке образца, через кот.пропускают элект-й ток. Существуют контактные и бесконтактн. методы. М-д измерения выбирают с учётом получения требующейся инф-и, особенностей исслед-го материала, возможн. изготовления электр-х контактов, геометрич. формы образца, метрологических хар-к метода. В наилучшем случае, измер-е хар-к материала не должно приводить к разрушению образца и требов. его спец. обработки.

Двухзондовый методисп-ся для измерения удельного сопротивл. образцов правильной генетич. формы с известным поперечным сечением. Напр., исп-т для контроля распределения удельн. сопротивл-я по длине слитков полупров. материала. Рабочий диапозонизмер-т 10^-3-10^-4 Ом*см.

При использ-и данного метода на торцевых гранях образца изгот-т амические контакты. Через них вдоль образца пускают элек-ий ток. На одной из поверх-сти образца вдоль линии тока устанавл-т 2 контакта в виде метал-х иголок-зондов, имеющих малую площадь соприкосновения с поверх-ю. Между ними измер-ся разность потенциалов (U₁₂).

I

U12

C

b

a

S=U_12* A/ I_* S,S –расстояние между зондами,A –площадь поперечного образца,U₁₂ -разность потенциалов

Ток подаётся через образец от регулируемого источника постоянного тока.

Условия работы:1.точное соблюдение геометрических размеров образца,2. однородность материала

Однозондовый метод

Установленный на поверхности образца зонд является подвижным, те расстояние от контакта К может изменяться. Если провести измерения падения напряжения U между контактом К1 и зондом при двух значениях расстояния Х1 и Х2 величину удельного сопротивления можно измерить по формуле Р=S(U2-U1)/ I(X2-X1). S- площадь поперечного сечения образца; U1 и U2- падение напряжения в точках Х1 и Х2.

Влияние сопротивлений контактов на результаты измерения р(ро) будет таким же как и в случае 2х зондового метода.

Рисунок

Данный метод можно использовать для проверки однородности измеряемого образца, определение в неоднородном по длине образце зависимости р от х, проверки омичности контактов и определения величины сопротивления токопроводящих контактов.

Данные можно представить в виде графика. График.

Где зависимость 1- однородный образец с сопротивлением =0(с омическим контактом)

2-неоднородный образец с омическим контактом К1

3-однородному образцу с неомическим (выпрямляющим контактом К1), те контактом имеющим сопротивление отличное от нуля.

4- неоднородному образцу с неомическим контактом.

Оптическая микроскопия

Микроскоп – это оптический прибор для получения увеличенных изображений объектов.

Рис.

Микроскоп состоит из 2-х систем линз: окуляр и объектив.

Объектив расположен близко к образцу(Е) и создает первое увеличенное изображение(Е’), это изображение еще раз увеличивается окуляром Е’’, которое помещают ближе к глазу наблюдателя, на сетчатке формируется изображение Е’’’ под значительно большим углом, что и определяет большое увеличение микроскопа.

Первый микроскоп создал Галилей.

В современных микроскопах применяются сложные оптические системы, создаются специальные условия освещения объекта, что позволяет увеличивать в несколько тысяч раз.

Nопт ~ 103

Специальные условия освещения предполагают, что объект освещается светом с как можно более узким спектральным составом.

Лучшие условия это монохроматический свет одной длиной волны λ.

Если объект освещать обычным белым светом, т.е. светом с длинами волн 400-800нм, изображение объекта получается нерезким.

Это объясняется тем, что в сис-ме линз оптические пути лучей разного цвета не совпадают и изображение для каждой длины волны оказывается сдвинутым т.к. оптическая система разлагает белый свет в спектр.

При наложении изображений разного цвета – линии изображения становятся неразличимы.

Чтобы обеспечить монохроматическое излучение в микроскопах используют спец. лампы и оптич. фильтры.

Наиболее приближенным кмонохром. свету явл-ся излучение лазеров, но и это излучение содержит длины волн в интервале (λ,λ+∆λ).

Даже в случае монохром.освещения существует предел разрешающей способности микроскопа.

Этот предел обусловлен волновой природой света, которая проявляется в дефракции световой волны на краях линз оптической сис-мы.

67. Разрешающая способность микроскопов.Воптич. микроскопии для хар-ки возможностей увеличения используют понятие предельный угол разрешения и разрешающая способность

Пред.угол разреш. – угол при котором первое темное кольцо дефракционной картины проходит через светлый центр второго.

Пред.угол зависит от λ, освещающего объект, при этом миним.разрешаемое микроскопом расстояние определяют:

εmin= , а – числовая апертура, определяется показателем преломления материала и диаметром линз, а≤1.

Разреш.способность – величина обратная предельному углу разрешения.

Прави Релея – предельное разреш.оптич.микроскопа не может быть больше половины длины волны освещающего объект света.

Например в красном свете λ=700нм, оптич.микроскоп позволяет рассмотреть детали до 350нм.

При переходе к меньшим длинам волн(УФ λ~300нм)

Для изготовления линз требуются спец.материалы (кварц, флюорит) т.к. обычные стекла поглощают ультрафиолет.