[发明专利]一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统

说明书

本发明公开一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统，其包括磁体变位器、自由样品台、磁体‑分析仪分离模块，所述磁体变位器、自由样品台、磁体‑分析仪分离模块采用PLA塑料与铜金属材料等抗磁材料，使磁体远离测试系统探针，使系统在磁学上与磁体分离，保证磁体控制与样品性质测量的稳定性，弥补了现有半导体参数测量系统无法将磁场、光场一体化的空白。另一方面，磁体变位自由度高，可提供大小、角度、方向连续可调的磁场，可支持实验研究自变量的均匀变化。

技术领域

本发明涉及半导体材料领域，尤其涉及一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统。

背景技术

一般的半导体参数测量系统用途都不涉及磁学模块，通常情况下，半导体参数测量系统硬件多由磁性金属材料组成，在磁场中，硬件容易偏移既定位置，严重影响数据测量的稳定性，甚至失去既定功能，因而只提供温度、光强等功能附件。例如，目前市面上的半导体参数分析仪的测试平台（包括底座、测臂、探针等）多为磁性合金材料，当实验需要外置磁场时，磁场源（磁体）接近样品的同时也将对仪器磁性合金部分有一个强大的吸引力，从而使测试探针偏离位置被磁体吸附，无法测量数据，也容易将对样品造成严重划伤。近年来随着多铁材料的发展，同时具有磁电耦合效应与反常光伏效应的铁电光伏材料渐渐成为人们的研究热点，对于磁电耦合材料，外加磁场是极其重要的研究因素，因此发明一种可提供均匀变化磁场而不对光伏效应测量系统造成不利影响的器件成为多功能材料领域研究的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统，弥补半导体参数测量系统无法将磁场与光场一体化的空白。

本发明采用的技术方案是：

一种基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统，其包括磁体变位器、自由样品台、磁体-分析仪分离模块，磁体变位器包括磁体空间架、磁体、塑料衬盘、第一铜丝、第二铜丝和特斯拉计，

自由样品台放置于磁体空间架的上表面，磁体空间架两侧内分别具有竖直设置的通道，塑料衬盘放置于磁体空间架内部，磁体置于塑料衬盘上，磁体空间架中的塑料衬盘上方设有可转动的第一旋转铜杆和第二旋转铜杆，第一铜丝的一端固定于第一旋转铜杆上，第一铜丝的另一端绕过塑料衬盘的一侧底部后固定于第一旋转铜杆上，第二铜丝的一端固定于第二旋转铜杆上，第二铜丝的另一端绕过塑料衬盘的另一侧底部后固定于第二旋转铜杆上，第一旋转铜杆和第二旋转铜杆两端均穿过磁体空间架的侧面，

自由样品台包括多孔板、玛瑙球、第一铟电极和第二铟电极，多孔板置于磁体空间架上，多孔板上表面设有至少3个圆孔，其中两个圆孔分别用于设置第一铟电极与第二铟电极；玛瑙球放置于其他任一圆孔内，并与第一铟电极和第二铟电极的位置形成三角形阵列；样品放置于该三角形阵列形成的平面并平行于多孔板设置，样品与第一铟电极、第二铟电极充分接触，玛瑙球通过改变在多孔板上孔洞的位置，来平衡样品；

特斯拉计的测试探针与样品的上表面，特斯拉计用于检测样品处磁场强度；

所述磁体-分析仪分离模块包括两条导线，第一铟电极与第二铟电极各自对应连接一条导线的一端，两条导线的另一端分别穿过磁体空间架对应侧面内的通道并从磁体空间架底部的孔洞向外侧水平延伸L长度的距离，磁体在两条导线的另一端的末端产生的磁场强度H＜1Oe。两条导线的另一端分别接入半导体参数分析仪21的探测频道。

进一步地，第一旋转铜杆和第二旋转铜杆穿过磁体空间架侧面的一端的末端通过固定杆配合燕尾夹相对固定。

进一步地，第一旋转铜杆和第二旋转铜杆对应磁体空间架的侧面处设有限位块，并通过扭曲形变的限位块固定相对位置防止第一旋转铜杆和第二旋转铜杆的脱落。

进一步地，所述的塑料衬盘、磁体空间架、多孔板由PLA塑料成型。

进一步地，所述的第一旋转铜杆、第二旋转铜杆由冷加工铜塑性形变成型。