Instrumentación para medidas de movilidad electrónica y concentración de portadores en muestras de semiconductores, mediante el método de van der Pauw

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i6.15229

Palabras clave:

Método de Van der Pauw

Resumen

En este trabajo presentamos los resultados de la construcción de un equipo de bajo costo para medidas Hall, utilizando la técnica de van der Pauw. Para ello, se desarrolló un sistema compuesto por una placa electrónica controlada por una placa DAQ que junto con el software en Labview realiza la automatización de todas las medidas necesarias. El sistema es capaz de realizar todas las operaciones necesarias entre los contactos para realizar la técnica de van der Pauw y obtener parámetros como movilidad electrónica, concentración de portadores y resistividades eléctricas en función de la temperatura. Estas medidas son fundamentales para estudiar el comportamiento electrónico de las muestras, con el objetivo de su aplicación en dispositivos electrónicos. Para comprobar el comportamiento del sistema se utilizó una muestra de óxido de indio y estaño (ITO). En estas pruebas se encontró que los tiempos de sincronización utilizados para las mediciones arrojan resultados con bajo nivel de ruido y que el montaje permite la realización de medidas didácticas para cursos de posgrado y también para investigaciones realizadas por estudiantes de posgrado.

Biografía del autor/a

Adhimar Flávio Oliveira, Universidade Federal de Itajubá

Licenciada en Física por la Universidad Federal de São João del-Rei (UFSJ), maestría en Física y Matemática Aplicada a la Astrofísica, por la Universidad Federal de Itajubá (UNIFEI) y Doctora en Ciencia de Materiales para Ingeniería por UNIFEI. Actualmente profesor, coordinador del curso de Licenciatura en Física a distancia de UNIFEI.

Citas

Adachi, S. (2005) Properties of Group-IV, III-V and II-VI Semiconductors. John Wiley & Sons, Ltd

Dietrich, S., Kusnezoff, M., Petasch, U., & Michaelis, A. (2021). Evaluation of Indium Tin Oxide for Gas Sensing Applications: Adsorption/Desorption and Electrical Conductivity Studies on Powders and Thick Films. Sensors, 21(2), 497.

Feng, Z., Qin, P., Yang, Y., Yan, H., Guo, H., Wang, X., Zhou, X., Han, Y., Yi, J., Qi, D., Yu, X., Breese, M. B. H., Zhang, X., Wu, H., Chen, H., Xiang, H., Jiang, C., & Liu, Z. (2021). A two-dimensional electron gas based on a 5s oxide with high room-temperature mobility and strain sensitivity. Acta Materialia, 204, 116516.

Guo, H., Chu, W., Prezhdo, O. V., Zheng, Q., & Zhao, J. (2021). Strong Modulation of Band Gap, Carrier Mobility and Lifetime in Two-Dimensional Black Phosphorene through Acoustic Phonon Excitation. The Journal of Physical Chemistry Letters, 12(16), 3960–3967.

Kraus H., Lin Q., Giustino F., Herz L. M. & Johnston M. B. (2021) Limits to Electrical Mobility in Lead-Halide Perovskite Semiconductors. The Journal of Physical Chemistry Letters 12 (14), 3607-3617

Jiang, M. H., Wang, X. B., Xu, Q., Li, M., Niu, D. H., Sun, X. Q., Wang, F., Li, Z. Y.& Zhang, D. M. (2018) High-speed electro-optic switch based on nonlinear polymer-clad waveguide incorporated with quasi-in-plane coplanar waveguide electrodes, Optical Materials, 75, 26-30

Liu, A. Y., Herrick, R. W., Ueda, O., Petroff, P. M., Gossard, A. C. & Bowers, J. E., (2015) Reliability of InAs/GaAs Quantum Dot Lasers Epitaxially Grown on Silicon, in IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 21(6), 690-697

Look, D. C. (1992) Electrical Characterization of GaAs Materials and Devices, Wiley

Martins, G. S., Gomes, S. A. O., Louro, S. R. W., Wajnberg, E., Alves, O. C., Almeida, D. B., Cesar, C. L. & Feder, D. (2020) Evaluation of Biological Toxicity of CdTe Quantum Dots in Trypanosoma cruzi. Research, Society and Development, 9(12), e34391211274.

Mosbah, A., Saker, A., Mekki, D. E., & Bouzabata, B. (2021). Microstructure and Electrical Properties of the DC-sputtered Al1−xMox Alloys. Brazilian Journal of Physics, 51(3), 461–468.

Oliveira, A. F. (2015) Transporte eletrônico em amostras de InAs/GaAs e mecanismos de espalhamento. Uma nova abordagem de ajustes pelo método de otimização global. 108 f. Tese (Doutorado em Materiais para Engenharia) – Universidade Federal de Itajubá.

Oliveira, A.F., Rubinger, R.M., Monteiro, H., Rubinger C. P. L., Ribeiro G. M. & de Oliveira A. G. (2016). Main scattering mechanisms in InAs/GaAs multi-quantum-well: a new approach by the global optimization method. J Mater Sci 51, 1333–1343

Oliveira, F. S., Guimarães, L. G., dos Santos, C. A. M., de Lima, B. S., & da Luz, M. S. (2021). Electrical and thermodynamic study of SrTiO3 reduction using the van der Pauw method. Materials Chemistry and Physics, 263, 124428.

Pereira, A. S., Shitsuka, D. M., Parreira, F. J., Shitsuka, R. (2018) Metodologia de pesquisa científica, UFSM.

Sousa, N. P., Silva, C. F., Medeiros, R. G. C., Freitas, P. G. M. & Zenóbio, I. R. (2021) Semiconductor thin film’s topographic and roughness characterization through confocal microscopy. Research, Society and Development, 10(5),e22810514833.

Sun, I. W., & Chen, P. Y. (2014) Semiconductors Groups II-IV and III-V, Electrochemical Deposition. In: Kreysa G., Ota K., Savinell R. F. (eds) Encyclopedia of Applied Electrochemistry. Springer.

Sze, S. M., Li, Y., & Ng, K. K. (2021) Physics of Semiconductor Devices: John Wiley & Sons

Toledo, R. P., Huanca, D. R., Oliveira, A. F., dos Santos Filho, S. G., & Salcedo, W. J. (2020). Electrical and optical characterizations of erbium doped MPS/PANI heterojunctions. Applied Surface Science, 529, 146994

Yong-Hang, Z., & David, J. S. (2021) Heterovalent semiconductor structures and devices grown by molecular beam epitaxy, Journal of Vacuum Science & Technology A 39, 030803

Wolfe, C. M., M, W. C., Wolfe, C. N., Holonyak, N., Stillman, G. E. & Holonyak, N. J. (1989) Physical Properties of Semiconductors, Prentice Hall

Wróbel, J., Umana-Membreno, G. A., Boguski, J., Sztenkiel, D., Michałowski, P. P., Martyniuk, P., Faraone, L., Wróbel, J. & Rogalski, A. (2020), Locally‐Strain‐Induced Heavy‐Hole‐Band Splitting Observed in Mobility Spectrum of p‐Type InAs Grown on GaAs. Phys. Status Solidi RRL, 14: 1900604

Publicado

04/06/2021

Cómo citar

RIBEIRO, L. H. .; OLIVEIRA, A. F.; RUBINGER, R. M. Instrumentación para medidas de movilidad electrónica y concentración de portadores en muestras de semiconductores, mediante el método de van der Pauw . Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 6, p. e41310615229, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i6.15229. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/15229. Acesso em: 3 jul. 2024.

Número

Sección

Objetos Educativos