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전기공학 실험 - 면저항 실험(4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정)

등록일 : 2014-06-11
갱신일 : 2014-06-11


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전기공학 실험 - 면저항 실험(4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정)
1.실험목적
면저항(Sheet Resistance)의 개념을 이해하고 4-point probe를 이용하여 박막의 면저항을 측정하고 측정값과 이론값을 비교한다.

2.문제
면저항의 정의
:비저항, R:전체 저항
:면저항(Sheet resistance)
,
전체저항은 크기에 영향을 받기 때문에 저항을 비교하기 위해서는 크기를 통일한다.
한 변의 길이가 1cm인 정육면체를 표준으로 한다.
비저항 은 단위면적당 단위길이당 저항을 말한다.

여기서 전체저항과 면저항을 구분하기 위해 /을 한다. 이는 물리적 의미는 없다.
비저항 은 물질마다 고유의 값을 가지고 있다.

Van der pauw’s method
Van der pauw’s method은 비저항 측정 방법이다.

t : 두께 , f(r) : 비율의 함수

실험을 준비하는데 있어 시편 준비 등 일이 많아 4 point probe를 사용한다.Van der pauw’s method은 4 point probe에 비하여 박막의 면저항 측정에 많이 사용되진 않지만 국부면이 아닌 전체면에 대하여 비교적 간단하게 측정할 수 있으며, 측정 탐침은 최외곽 가장자리 위치에서만 사용하므로 비교적 4 point probe보다 표면에 손상을 주지않는 비파괴적인 방법이다.
측정할 때 탐침전극을 사용하고 최외곽 가장자리에 위치시켜야 측정의 정확도를 높일 수 있다.

4 point probe
전류를 흘려 전압계로 전압을 측정하는데 이때 전압을 흘리지 않고 전류를 흘리는 이유는 전압을 흘릴 경우 접촉저항으로 전체저항에 오차가 생기기 쉽기 때문이다. 전류를 흘릴 경우 오차에 영향을 거의 미치지 못한다.

이때 4.53은 박막의 넓이가 무한대라는 가정하에 나오는 값이다.
4 point probe 에 전압을 흘리면 오차가 생기는 이유를 보자. 그림 을 보면 전류를 흘리고 전류계로 전류를 측정하는 방식이다. 이때 전류 I를 측정하려면 전체 저항은 R이어야하나 실제로 전류계에 내부저항이 존재한…(생략)
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