4 point probe resistivity measurement 예비보고서

소개글

물리학과 4학년 실험과목에서 제가 작성했던 보고서입니다.
정말 최선을 다해서 보고서를 작성했고 그결과 성적은 A+받았습니다.

목차

1.실험목적
2.관련이론
3.실험장비
4.실험방법

본문내용

실험의 목적
4-point probe resistivity measurement는 시료의 두께에 따른 비저항과, 온도에 따른 비저항을 측정하는 실험이다. 이번 실험에서는 알루미늄(Al)과 규소(Si) 시료를 이용하고, 4-point probe 장비를 사용한다. 이를 통해 도체와 반도체의 비저항 특성과, 두께와 온도에 따른 비저항의 상관관계를 안다.

관련이론
1) 저항
전류가 흐르는 것을 방해하는 정도를 나타낸 물리량을 저항이라고 한다. 단위는 옴(Ω)이다.
다음과 같은 옴의 법칙을 이용하여 회로의 두 지점 사이의 저항을 구할 수 있다. (R은 저항, V는 전압, I는 전류이다.) 또한 특정 시료의 저항은 시료의 길이와 단면적의 관계로 나타낼 수 있다. (ρ는 비저항, L은 시료의 길이, A는 시료의 단면적)

[2] 비저항
비저항은 물질의 고유 값으로 단위면적과 단위길이당 저항을 나타낸다. 이 값은 물질이 전류에 대해 얼마나 저항하는지 나타내는 값으로 전도도의 역수이다. (σ은 전도도, n은 전자 밀도, p는 양공밀도, q는 기본전하, μ_n은 전자의 이동도, μ_p은 양공의 이동도)
저항과는 달리 시료의 크기와 무관하나 온도에 따라 비저항 값은 변화한다. 식(2)를 통해 저항과 시료의 크기를 안다면 비저항을 알 수 있다. 다음 그림(1), 그림(2)은 Al와 Si의 온도에 따른 비저항이다. Al는 온도가 증가함에 따라 비저항이 증가한다. 도체는 온도가 증가함에 따라 자유전자들의 운동에너지가 증가해 충돌이 잦아져 비저항이 증가하게 된다.

참고 자료

Dieter K. Schroder, Semiconductor material and Device Characterization
(John Wiley & Sons, 2006), p. 1-15
Charles Kittel, 고체물리학 (범한서적주식회사, 2016), p. 147-155
David J Griffiths, 기초전자기학 (진샘미디어, 2014), p. 317-319
Donald A Neamen, 반도체 물성과 소자 (McGrawHillEducation, 2012), p.164-168