[go: up one dir, main page]

SU508760A1 - "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4 - Google Patents

"A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4

Info

Publication number
SU508760A1
SU508760A1 SU1948697A SU1948697A SU508760A1 SU 508760 A1 SU508760 A1 SU 508760A1 SU 1948697 A SU1948697 A SU 1948697A SU 1948697 A SU1948697 A SU 1948697A SU 508760 A1 SU508760 A1 SU 508760A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
microwave
concentration
magnetic field
measuring
charge carriers
Prior art date
Application number
SU1948697A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Альберт Борисович Давыдов
Владимир Алексеевич Захаров
Original Assignee
Институт физики металлов АН СССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт физики металлов АН СССР filed Critical Институт физики металлов АН СССР
Priority to SU1948697A priority Critical patent/SU508760A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU508760A1 publication Critical patent/SU508760A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

где Я„ - напр женность магнитного пол ; Я - длина СВЧ-волйы в свободномwhere I am the intensity of the magnetic field; I am the length of the microwave in free

nipocTipaHCTiBe; Ер- относительна  диэлектрИческа nipocTipaHCTiBe; Ер- relative dielectric

пран.ицаемость решетки; ео - диэлектрическа  проницаемость вакуума;pran.metal capacity; eo is the dielectric constant of vacuum;

е - зар д электрона. Эта формула справедли-ва при выполнении условий:e is the electron charge. This formula is fair when conditions are met:

ojpT- 3; сор/о)3; ( -3,ojpT- 3; sor / o) 3; (-3,

где сор- плазменна  частота;where sor-plasma frequency;

е Н (Ос- Г- циклотронна  частота;e H (OC-G-cyclotron frequency;

с - скорость света;c is the speed of light;

ш н т - эффективна  масса проводи1мости и циклотронна  масса; г - врем  релаксаций импульса носителей зар да.w n t - effective conductive mass and cyclotron mass; g is the relaxation time of the charge carrier pulse.

В случае, когда первое .и третье услови  выполн ютс , а сОр /со 2 1, то св зь концентрации с Я „г находитс  из урав1нени :In the case when the first and third conditions are fulfilled, and the co / c 2 1, then the relationship of concentration with I "g is found from the equation:

1 +1 +

(ц2 со,.(t2 co,.

где MC - цш ло-пронна  частота при Н Н,„where MC - tshlo-pernna frequency when H N, „

Минимум коэффициента отражени  соответствует значению магнитного пол , при котором действительна  часть фогтовской диэлектрической проницаемости становитс  приблизительно равной диэлектрической проницаемости свободного пространства (фогтовска  диэлектрическа  прОН,ицаемость - диэлектрическа  пронвцаемость в плоскости, перпендикул рной направлению напр женности магнитного пол ). Нижний предел измерени  концентраций огра ич.иваетс  условием первым (т. е. 3), а верхний - величиной магнитного пол  и длиной СВЧ-волны .The minimum of the reflection coefficient corresponds to the value of the magnetic field, at which the real part of the Fogt dielectric constant becomes approximately equal to the dielectric constant of free space (Vogtovskoe dielectric resonance, permeability is the dielectric constant in the plane perpendicular to the direction of the magnetic field strength). The lower limit of concentration measurement is limited by the condition of the first (i.e., 3), and the upper limit by the magnitude of the magnetic field and the microwave wavelength.

При использовании магнитных полей до 200 кэ и СВЧ-1Колебан.ий с длиной волны от 1 мм до 3 см значени  измер емых концентраций при температуре 77°К в материалах п-типа лежат а иьггервале 10 (дл  антимонида и арсенида иьди  п-ти.па в интервале 10- - 5-10 ). В материалах р-тппа интервал концентраций составл ет 5- -5- lOs см-з.When using magnetic fields up to 200 ke and UHF-1 Koleban.i with a wavelength from 1 mm to 3 cm, the values of the measured concentrations at 77 ° K in n-type materials lie at 10 germs (for antimonide and arsenide and 5%). PA in the range of 10- - 5-10). In p-tppa materials, the concentration range is 5-5-lOs cm-s.

На фиг. 1 представлена блок-схема установки , реализующей этот способ; на фиг. 2- зависимость отражевмой от образца мощности Р от палр жепностн магнитного пол  Я,э .FIG. 1 is a block diagram of an installation implementing this method; in fig. 2- the dependence of the power P reflected from the sample on the palr geo magnetic field I, e.

Установка состоит .из генератора I, аттенюатора 2, ответвител  3, волновода 4, образца 5, детектора 6 видеоусилител  7, осциллографа 8, усилител  9, датчика 10, конденсаторной батареи П, катушек Гельмгольца 12, дьюара 13 с жидким азотом, выпр мител  14:The installation consists of generator I, attenuator 2, coupler 3, waveguide 4, sample 5, detector 6 video amplifier 7, oscilloscope 8, amplifier 9, sensor 10, capacitor battery P, Helmholtz coils 12, Dewar 13 with liquid nitrogen, straightener 14 :

Работает установка следующим образом.The installation works as follows.

СВЧ-колебани  от генератора 1 через аттенюатор 2 и направленный ответвитель 3 поступает в; иамерительный волновод 4, изготовленный из- нержавеющей стали. К фланцу измерительного, волновода 4 нрижимаетс Microwave oscillations from the generator 1 through the attenuator 2 and the directional coupler 3 enters; and a measuring waveguide 4 made of stainless steel. To the measuring flange, waveguide 4 is applied

образец 5.sample 5.

Мощность, отраженна  от образца 5, фиксируатс  кристалличеоким детекторо.м 6. Сигнал с детектора 6 после усилени  видеоусилителем 7 поступает на вертикальные пластиныThe power reflected from sample 5 is fixed by a crystal detector detector M. 6. The signal from detector 6 after amplification by video amplifier 7 goes to vertical plates

осциллографа 8. На горизонтальные пластины осциллографа 8 через усилитель 9 поступает сигнал, пропорциональный магнитному полю, снимаемый с датчика 10. В качестве датчика 10 может использоватьс  .катушкаoscilloscope 8. The horizontal plates of the oscilloscope 8 through the amplifier 9 receives a signal proportional to the magnetic field, taken from the sensor 10. As the sensor 10 can be used. Coil

диаметром 20 мм, имеюща  30 витков, подключенна  к интегрирующей RC-цепочке. Магнит ное поле до 200 кв получаетс  разр дам Конденсаторной батареи 11 емкостью 2 мф, собранной .из двенадцати конденсаторов ИМ-5-150, через катущки Гельмгольца 12. Конденсаторна  батаре  И зар жаетс  от выпр мител  14. Длительность импульса магнитного пол  составл ет 3 мсек. Катушки Гелымтольца 12, образец 5 и измерительныйwith a diameter of 20 mm, having 30 turns, connected to an integrating RC-chain. A magnetic field of up to 200 kV is obtained by discharging a capacitor battery 11 with a capacity of 2 mF, assembled from twelve capacitors IM-5-150, through Helmholtz coils 12. The capacitor battery is charged from the rectifier 14. The duration of the magnetic field pulse is 3 ms . Gelymtolts's coils 12, sample 5 and measuring

ВОЛ1НОВОД 4 помещают в дьюар 13 с жидким азотом.VOL1NOVOD 4 is placed in the dewar 13 with liquid nitrogen.

Локальность измерений концентрации описываемым способом в диапазо.не длин волн 8 мм - 3 см достигает 2 мм , если измернтельный волновод заменить суженным коаксиальным; а в диапазоне длин вол  1-4 мм 0,2 -- 0,3 мМ, если в качестве нзмерителыного использовать суженный волновод.The locality of concentration measurements by the described method in the range of not wavelengths of 8 mm - 3 cm reaches 2 mm, if the measuring waveguide is replaced with a narrowed coaxial one; and in the wavelength range of 1–4 mm 0.2–0.3 mM, if a narrowed waveguide is used as the measuring gauge.

При использаваиии осциллографа с запоминающей Т1рубкой и предварительной калибр01вке развертки значение измер емой концентрации может непосредственно считыватьс  с экрана осциллографа, что позвол ет использовать способ дл  экспресс-измеренийWhen using an oscilloscope with a memory T1 tube and a preliminary calibration of the sweep, the value of the measured concentration can be directly read from the screen of the oscilloscope, which allows using the method for rapid measurements

концентрации в заводских услови х. Врем  проведени  измерений в этом случае составл ет «е более 2-3 мил.concentration in the plant. The measurement time in this case is "e over 2-3 mil."

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Бес-контактный способ измерени  концентрации носителей зар да в полупрово.дниках на СВЧ путем помещени  в магнитное поле исследуемого образца, П1рижатого к открытому фланцу волновода, отличающийс  тем,A contactless method for measuring the concentration of charge carriers in semiconductors on a microwave by placing in the magnetic field of the sample under test, which is pressed to the open flange of a waveguide, что, с целью упрощени  и повьипени  точности измерени , перпендикул рно направлению распространени  волны и вектору напр женности электрического пол  волиы прикладывают импульсное магнитное поле,that, in order to simplify and provide accuracy of measurement, perpendicular to the direction of wave propagation and the vector of electric field intensity, a pulsed magnetic field is applied, измер ют его напр женность, при которой диэлектрическа  проницаемость равна единице, что соответствует минимуму коэффициента отражени  СВЧ-волны, а концентрацию носителей зар да определ ют по формуле:its intensity is measured, at which the dielectric constant is equal to one, which corresponds to the minimum of the microwave wave reflection coefficient, and the concentration of charge carriers is determined by the formula: л; / l; / Л (ер-у)L (er-y) 2еХ2EH где Нwhere is H „ - (Напр женность магнитного пол ; /. - длина волны СВЧ Б свободном пространстве;„- (Magnetic field strength; / - microwave frequency in free space; е,, относительна  Диэлектрическа  проницаемость решетки,e ,, relative dielectric constant of the lattice, 80- диэлектрическа  проницаемость вику ум а; е - зар д электрона.80 is the dielectric constant of wicum mind; e is the electron charge.
SU1948697A 1973-07-25 1973-07-25 "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4 SU508760A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1948697A SU508760A1 (en) 1973-07-25 1973-07-25 "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU1948697A SU508760A1 (en) 1973-07-25 1973-07-25 "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU508760A1 true SU508760A1 (en) 1976-03-30

Family

ID=20561372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1948697A SU508760A1 (en) 1973-07-25 1973-07-25 "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU508760A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5126569A (en) * 1989-03-10 1992-06-30 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for measuring optical properties of materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5126569A (en) * 1989-03-10 1992-06-30 Massachusetts Institute Of Technology Apparatus for measuring optical properties of materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU508760A1 (en) "A non-contact method for measuring the concentration of charge carriers in semi-conductors on microwave 4
SU1552080A1 (en) Device for determining dynamic characteristics of object
SU1835506A1 (en) Method of surface-resistance metering
RU2677113C1 (en) Method of control of electrical wire object length
SU375587A1 (en) ALL-UNION I
Pascaru ESR spectrometer with high frequency field modulation
SU345451A1 (en) DEVICE FOR MEASUREMENT OF PARAMETERS OF UNKEEPTIC CAMERAS
US12204000B2 (en) Precision magnetometer
SU1166012A1 (en) Method of measuring parameters of plane-parallel dielectrics
SU911270A1 (en) Method of checking thin film physical parameters
Yukhanov et al. Non-Contact Device for Length Measuring and Control of Conductive Objects
SU279052A1 (en) METHOD FOR DETERMINING MOISTURE CONTENT
US3408567A (en) Rf power meter employing a travelling wave apparatus and a maser cavity
US3705345A (en) Method of investigation of electronic paramagnetic resonance
SU115579A1 (en) Device for measuring the thickness of the ice layer
SU1636795A1 (en) Device for measuring dielectric parameters
SU495600A1 (en) Magnetic induction meter
SU1707572A1 (en) Method determination of microwave antenna ellipticity coefficient
SU720567A1 (en) Method of measuring electron temperature of plasma placed in magnetic field
SU573774A1 (en) Solid dielectrics,dielectric constants measuring cell
SU1555654A1 (en) Method of determining parameters of unstationary objects
SU371498A1 (en) HONEY I
SU363056A1 (en) ALL-UNION
RU2538073C2 (en) Research method of nonlinear spin resonance in semiconductors and device for its implementation
SU457933A1 (en) Device for measuring power flux density