薄膜材料电阻率和霍尔迁移率测试

不同材料之间的区别是什么呢？

必然是它的导电特性了，根据这一特性，材料分为导体、半导体和绝缘体。

目前非常热门的纳米材料的研究就属于半导体材料的研究，纳米材料又分为零维材料、一维材料、二维材料、三位材料等。

零维材料就是量子点、纳米粉末、纳米颗粒等材料；一维材料是纳米线、纳米管等；二维材料是纳米薄膜、石墨烯等；三维材料是纳米固体材料。

薄膜材料电阻率和霍尔迁移率测试就是基于二维材料的薄膜和石墨烯等材料形成的样品做测试。

石墨烯(Graphene)由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。厚度仅有0.335纳米，是构建其他维数碳质材料的基本单元。具有以下特点：

特点1:柔性，适合做可穿戴柔性电子设备;

特点2:导电性强，载流子迁移率为Si的10倍，工作速度快，功耗低

特点3:易改性。

什么是电阻率？

一种材料的电阻率表征的是阻碍电流流过的能力的大小，其单位为Ω·m/Q·cm。如果电流很容易在某种材料中流过，那么该材料有较低的电阻率;如果电流很难流过某种材料，那么该材料有较高的电阻率电阻率为材料的本质物理属性，与大小和形状无关。

比如石墨烯的电阻率是10的-8次方Ωm，要测试其电阻率有一下几种方式：

一、两探针法测试块状材料电阻率

二、四线法测试块状材料电阻率

三、Van der Pauw电阻率测试

四探针技术要求样品为薄膜样品或块状，范德堡法为更通用的四探针测量技术,对样品形状没有要求，且不需要测量样品所有尺寸，但需满足以下四个条件：

1.样品必须具有均匀厚度的扁平形状。

2.样品不能有任何隔离的孔。

3.样品必须是均质和各向同性的。

4.所有四个触点必须位于样品的边缘。

什么是霍尔迁移率？为什么要测试霍尔迁移率？

霍尔系数是半导体材料在磁场中电流行为的重要表征。通过测试霍尔系数，我们可以确定半导体材料中的载流子类型(电子或空穴),进而分析材料的导电机制。霍尔系数的准确测量有助于我们深入理解材料的电学特性，为器件设计提供理论支持。 

载流子浓度反映了半导体材料中参与导电的粒子数量。通过测试载流子浓度，我们可以评估材料的导电能力，并据此优化器件的电流承载能力和功耗。载流子浓度的变化还可能影响材料的能带结构和电学性能，因此对其进行测试有助于我们全面了解材料的性能特点。

载流子迁移率表示了载流子在电场作用下的移动速度。高迁移率意味着材料中的载流子能够更快地响应外部电场的变化，从而提高器件的响应速度和性能。因此，测试载流子迁移率对于优化半导体器件的动态性能具有重要意义。

霍尔迁移率测试方法：