Способ измерения удельного сопротивления образцов

 

СОЮЗ СОВЕ ТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4679515/21 (22) 04,05.89 (46) 30.06,91. Бюл. M 24 (72) А.И,Груздев (53) 621.317(088.8) (56) Павлов Л.П. Методы измерений параметров полупроводниковых материалов, М.:

Высшая школа, 1987. с. 7 — 44.

Укше Е.А., Букун Н.Г. Твердые электролиты. М.: Наука, 1977, с. 65. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УДЕЛЬНОГО

СОПРОТИВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ (57) Изобретение может быть использовано для измерения удельного сопротивления (УС) образцов полупроводниковых материалов и твердых электролитов. Цель изобретеИзобретение относится к области электрохимии, в частности к измерению удельного сопротивления твердых электролитов, с целью контроля их электрических свойств.

Целью данного изобретения является повышение точности измерения удельного сопротивления образцов путем обеспечения определенных соотношений между геометрическими размерами образца и электродов.

В способе, включающем контакт исследуемого образца с двумя электродами, расположенными соосно с противоположных сторон образца, измерение напряжения между электродами при протекании .через образец токараданного значения, определение удельного сопротивления по измеренным значениям напряжения и тока проводят при условии, что диаметр электродов d связан.с размерами образца согласно следующим соотношениям:

h/d- - 4и0/d 6, (1) 50, 1659906 А1 ния — повышение точности измерения УС— достигается путем снижения случайной погрешности, связанной с определением геометрических размеров образца. Для этого к образцу с противоположных сторон соосно прижимают два электрода, диаметр которых связан с размерами образца выражениями и/d > 4 и D/d > 6, где й— толщина образца, D — его диаметр или наименьший иэ размеров в случае не цилиндрического образца. При пропускании через образец тока измеряется напряжение между электродами и по их измеренным значениям с учетом коэффициента К = f(d) рассчитывается УС. 1 ил. где h — толщина образца, 0 — диаметр образца или наименьший иэ размеров в случае образца не цилиндрической формы.

Повышение точности измерения свяэач рррр но с минимизацией случайной погрешности измерения, обусловленной неточностью on- O ределения геометрических размеров об- (Л разца, О

В настоящем способе снижение случай- О ной погрешности достигается созданием О определенных условий измерения, благо- О приятных с точки зрения снижения погрешности путем выбора геометрических размеров согласно выражению (1), в основе которого лежат следующие причины. Рассмотрение процесса растекания тока в системе с граничными условиями, подобными условиям, возникающим при реализации предлагаемого способа измерения, показывает, что измеренное значение сопротивления R определяется выражениями:

R =-р/К, (2)

1659906

/!

Удельное сопротивление образцов P=A!z03 (Г= 300 С,f = 30кГц) замеры 3-3

2/3=4

i/3=5

2/3-4

2/3=4

/3=3 к = /(в1н1+ —, . - - — "—. = с (с н1), (3) н a, B )

7 в1 = a .!фью. ) В = б/О, Н) = Ь/D, { Ф) где h — функция Бесселя 1-го рода 1-го порядка; о„— положительные корни уравнения

lj(o) = О, Проведенный нами численный эксперимент позволил выявить закономерности зависимостей коэффициента К от геометрических размеров образца, позволившие сформулировать требования (1), На чертеже приведены зависимости величины К иэ уравнения (3) от относительной т >лщины h/d для различных относительных диаметров Р/d.

Из графика видно, что для образцов, имеющих диаметр О/d > 6 значения коэффициента К, а следовательно,и сопротивления R, практически не зависят от О. Для таких образцов существует также и определенная область толщин (h/d 4), в которой

К не зависит и от h. Т.е. измеренные значения сопротивления практически не зависят от характерных геометрических размеров образца, а также и от погрешностей из определения, в области h/d+.4 и D/d 6.

Ниже приведен предпочтительный пример реализации способа дисковых образцов диаметром О = 20 мм и толщиной h = 15 мм. На плоские поверхности образца соосно нанесены два круглых электрода диаметром d = 3 мм, Пропуская через образец ток

I-100 мд на частоте 30 кГц измерялось напряжение U между электродами. Удельное

Сопротивление вычисляется по формуле;

o UK/l = RK.

Параметр К определяется из выражения (3), Согласно способу проведены измерения удельного сопротивления дисков из

1/

P - =А1рОз, В качестве электродов использовались расплавы солей йай02+ йаМОз. Для измерений были изготовлены 6 партий образцов различных размеров по 4 образца в каждой партии. Для каждой партии вычислялось среднее значение удельного сопротивления р,р, а также среднеквадратичное отклонение Ар от среднего значения, характеризующее случайную погрешность определения удельного сопротивления (см. таблицу)

Можно видеть, что для партий образцов, размеры которых соответствовали условию (1) среднеквадратичное отклонение результатов измерений удельного сопротивления существенно ниже, чем в партиях, где размеры образцов этому условию не отвечали.

Формула изобретения

Способ измерения удельного сопротивления образцов, включающий контактирование исследуемого образца с двумя дисковыми электродами, расположенными соосно с противоположных сторон образца, измерение напряжения между электродами при пропускании через образец заданного тока, вычисление удельного сопротивления образца по измеренным значениям напряжения и тока, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения точности путем снижения случайной погрешности измерения удельного сопротивления, диаметр электродов d выбирают исходя иэ следующих выра>кений: h/d 4; О/d = 6, где h — толщина образца, Π— диаметр или наименьший из его размеров в случае не цилиндрической формы образца.

1659906

Я/и

5у я

17

02

Составитель Н.Шиянов

Редактор Н.Коляда Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т.Малец

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ. 1842 Тираж 422 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5