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Publicação
Desenvolvimento de sistema de Caracterização elétrica de Dispositivos de filmes finos
| Nome: | Descrição: | Tamanho: | Formato: | |
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| 5.55 MB | Adobe PDF |
Autores
Orientador(es)
Resumo(s)
A crescente utilização de filmes finos para as mais variadas áreas, tem vindo a aumentar
o interesse no estudo das suas propriedades e características, nomeadamente as suas carac-
terísticas quando sujeitos a campos elétricos.
Neste projeto de dissertação foram desenvolvidos sistemas para caracterização elétrica
de filmes, numa vasta gama de temperaturas. Com este intuito foram desenvolvidos e testados
dois porta-amostras: um de bancada, que permite realizar medições a partir da temperatura
ambiente até 100 °C, pelos métodos de 4 pontas e de volume e um outro para introdução num
crióstato, que possibilita efetuar medições a partir da temperatura ambiente até baixas tem-
peraturas (200 K), pelo método de 4 pontas.
A aplicação e leitura dos valores de corrente e tensão nas amostras é realizada por uma
fonte programável, para a qual se desenvolveu um programa de controlo, que permite tam-
bém calcular automaticamente o fator de correção geométrico a partir das dimensões da
amostra e apresentar os valores de resistências e resistividade para cada par 𝐼-𝑉.
O sistema desenvolvido foi testado, para medidas pelo método de 4 pontas, pela me-
dição de amostras padrão. Para medidas em volume foram estudadas as capacidades de me-
dida dos aparelhos utilizados para medições de resistência, recorrendo a resistências de pre-
cisão e a um cabo de cobre. Este estudo possibilitou aferir o adequado funcionamento do
sistema para medidas em superfície e calibrar as medidas registadas pela fonte de 𝑉 e 𝐼.
Foram ainda realizadas um conjunto de medições utilizando os sistemas desenvolvidos
nomeadamente, medidas de resistência-folha em função da temperatura para substratos de
ITO e FTO, medidas de resistência-folha em função da transmitância e a altas temperaturas
para filmes de CNT e medidas em volume de resistência e impedância, para filmes de ZnO.
The growing use of thin films for the most diverse areas, has been increasing the inter- est on the study of their properties and characteristics, namely their characteristics when sub- jected to electric fields. In this dissertation project, systems for electrical characterization of thin films, in a wide range of temperatures were developed. With this end in mind two sample-holders where de- veloped: a tabletop model, that allows measurements from room temperature to 100 °C, by the 4 point method and in volume and another one for introduction in a cryostat, which allows measurements from room temperature to low temperatures (200 K), by the 4 point method. The application and measurement of the current and voltage values in the samples is performed by a programable source, for which a control program was developed, this program also allows the automatic calculation of the geometric correction factor, from the sample di- mensions and presents the resistances and resistivity values for each 𝐼-𝑉 pair. The system developed was tested, for the 4-point method, by the measurement of standard samples. For volume measurements, the capabilities of measurement of the devices used for resistance measurements where tested, using precision resistances and a copper ca- ble. This study allowed the assessment of the correct performance of the system for surface measurements and the calibration of the 𝐼 and 𝑉 values read by the source. Several measurements using the systems developed where also conducted, namely, sheet-resistance measurements as a function of temperature for ITO and FTO substrates, meas- urements of sheet-resistance as a function of transmittance and at high temperatures for CNT films and measurements of volume resistance and impedance for ZnO films.
The growing use of thin films for the most diverse areas, has been increasing the inter- est on the study of their properties and characteristics, namely their characteristics when sub- jected to electric fields. In this dissertation project, systems for electrical characterization of thin films, in a wide range of temperatures were developed. With this end in mind two sample-holders where de- veloped: a tabletop model, that allows measurements from room temperature to 100 °C, by the 4 point method and in volume and another one for introduction in a cryostat, which allows measurements from room temperature to low temperatures (200 K), by the 4 point method. The application and measurement of the current and voltage values in the samples is performed by a programable source, for which a control program was developed, this program also allows the automatic calculation of the geometric correction factor, from the sample di- mensions and presents the resistances and resistivity values for each 𝐼-𝑉 pair. The system developed was tested, for the 4-point method, by the measurement of standard samples. For volume measurements, the capabilities of measurement of the devices used for resistance measurements where tested, using precision resistances and a copper ca- ble. This study allowed the assessment of the correct performance of the system for surface measurements and the calibration of the 𝐼 and 𝑉 values read by the source. Several measurements using the systems developed where also conducted, namely, sheet-resistance measurements as a function of temperature for ITO and FTO substrates, meas- urements of sheet-resistance as a function of transmittance and at high temperatures for CNT films and measurements of volume resistance and impedance for ZnO films.
Descrição
Palavras-chave
caracterização elétrica resistência-folha resistência método de 4 pontas medição em volume