Elektrische Charakterisierung

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 Hall-Effekt

Eine wesentliche Methode zur elektrischen Charakterisierung von Halbleitern ist der Hall-Effekt. Das hier zur Anwendung kommende Verfahren nach Van der Pauw ermöglicht es, von vornherein Fehler durch eine nicht korrekt angepaßte Probengeometrie zu vermeiden. Mit dieser Technik ist man daher in der Lage, beliebig große und geformte Probenstücke zu charakterisieren.
Neben den Erkenntnissen über die Art der Ladungsträger können aus den Hall-Effekt-Daten weitere Informationen über Ladungsträgerkonzentrationen und Beweglichkeiten gewonnen werden. Mit dem temperaturabhängigem Hall-Effekt ergeben sich außerdem Hinweise auf die Aktivierungsenergien der Donatoren und Akzeptoren in dem zu untersuchenden Materialsystem, die dann wiederum mit den Messungen aus der Photolumineszenz (PL) korreliert werden können.
Die Messungen werden bei einem Magnetfeld von 1 T durchgeführt. Mit dem experimentelle Aufbau ist es möglich einen Temperaturbereich von 4 - 800 K abzudecken. Die Nachweisbereich erstreckt sich hierbei über ein Intervall von 10¹⁵ bis 10²⁰ Ladungsträgern pro cm³.

Weitere Methoden (CV-Spektroskopie, I/U-Kennlinie)

Eine weitere Methode zur elektrischen Charakterisierung benutzt Widerstandsmessungen bzw. Leitfähigkeitsmessungen in dem genannten Temperaturbereich an verschiedenen Halbleitermaterialien. Außerdem werden auch die in der Halbleiterphysik üblichen Methoden zur Untersuchung von Dioden und Transistoren angewendet. Mit der Strom-Spannungs-Charakterisierung (I-U) ergeben sich zum Beispiel Erkenntnisse über die Art des Ladungstransports in Halbleiterbauelementen, während die Kapazität-Spannungs-Spektroskopie (C-V) die Bestimmung von Barierenhöhen bei Schottkykontakten zuläßt.