四探针应用｜石墨烯

通过CVD法制备了毫米级的石墨烯样品，然后利用超高真空(UHV)四探针扫描隧道显微镜(STM)实现了电阻率和载流子迁移率的直接测量，并根据欧姆定律建立了缺陷(晶界/褶皱)对载流子传输的影响模型，且通过实测进一步验证了其有效性。实现毫米级石墨烯晶界处电阻率和迁移率的直接四探针测量技术。通过对7个典型晶界的测量，发现其电阻率范围从几到100多kΩ·μm不等;缺陷区域的载流子迁移率下降到单晶纯石墨烯的0.4~5.9%;石墨烯褶皱对载流子传输的影响与晶界类似。丘山仪器四探针电阻测试仪专为科学研究设计，它有1 μΩ~100 MΩ的超宽测量范围，可涵盖绝大部分应用场景，可广泛适用于光伏、半导体、合金、陶瓷等诸多领域。

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四探针测量示意图

图a和图b是四探针分别对SiO2/Si基体上石墨烯双晶的左(晶粒2，红色)、右(晶粒1，蓝色)晶粒进行测量。晶界由深绿色箭头指示。晶粒1、晶粒2的薄层电阻分别表示为F R1o和R20;

四探针测量示意图

图c为跨越晶界的四探针测量。晶粒1和晶粒2在晶界处的联并用深绿色箭头指示;4个探针分别标识为1 -4;“1”表示电流注入，“G”表示接地，“V”表示电压。

跨越GB-1和褶皱的四探针测量

图a为晶粒内(蓝色为晶粒1、红色为晶粒2)和晶粒间(黑色，跨越GB-1)的薄层电阻与载流子密度的关系。插图为跨越GB-1的四探针测量的光学显微照片;

图b为不同载流子密度下，实验数据(黑色)与拟合数据(橙色)的对比;

图d为晶粒2(红色)和跨越石墨烯褶皱1(黑色)的薄层电阻率。左边的插图是四探针跨越褶皱测量的光学显微照片，右边的插图是褶皱的高倍光学照片;

图e为实验数据(黑色)和根据模型的计算数据(橙色)的对比;

图f为根据模型计算的褶皱电阻率。

图a为GB-1电导率与载流子密度的关系。对电导率曲线进行线性拟以合得到的空穴和电子迁移率分别用蓝色和红色的线表示;

图b为晶界和褶皱处的空穴和电子迁移率数值的总结。

丘山仪器全自动四探针

丘山仪器全自动四探针是丘山仪器自主研发的一款产品，它的探针头借鉴了机械钟表机芯制造工艺，使用红宝石轴承引导碳化钨探针，确保了仪器的高机械精度和长使用寿命。丘山仪器四探针可以对最大150mm 样品（或 6 英寸晶 圆）进行快速、自动扫描 ，实时获取样品不同位置的方阻/电阻率分布信息。