Formación para la medición de la resistividad

eléctrica mediante cuatro puntas

Javier García Molleja

Institut des Matériaux Jean Rouxel

La técnica se realiza en el dispositivo KEITHLEY 236 en la torre RACK1. El grantamaño de la probeta hace poco able el método de Van der Pauw y debería idearse unmedio para romperla.

Figura 1: Posibles lugares de corte de probeta.

Con pintura de plata se pintan electrodos a cada lado y la muestra se coloca sobre unsoporte de vidrio. En cada esquina se hace un contacto entre sustrato y vidrio medianteAg. También se marcan líneas con plata en las zonas equipotenciales.

Las líneas se separan una de otra 2 mm aproximadamente y se hacen dos grandescontactos en el vidrio. Para conectar líneas y vidrio se emplean sendos hilos de oro de 40µm de diámetro y se controla mediante microscopio OLYMPUS SHZ.

Se coloca en el dispositivo de medición uniendo electrodos otra vez con plata. Estedispositivo se une a la fuente mediante cables coaxiales, donde 1 − I+, 2 − I−, 3 − V − y

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Figura 2: De izquierda a derecha: electrodo de plata de trazo uniforme; disposición delos electrodos para la medición; separación por grupos de los electrodos (positivos porun lado, negativos por otro, tensiones por un lado, corrientes por otro), y esquema delas líneas equipotenciales y necesidad de electrodos paralelos entre sí y colineales con laslíneas de potencial.

Figura 3: De izquierda a derecha: pintado de electrodos y colocación de la muestra sobreel soporte de vidrio; colocación de los hilos de oro sobre los electrodos internos; se usa denuevo plata para pegar los electrodos, y el otro extremo del hilo se ja con Ag al vidrio,evitando que el propio hilo toque la muestra en otro punto más.

4 − V +, con color rojo para los electrodos positivos + y color negro para los electrodosnegativos −.

En el menú se busca SENSE con la rueda y echas y mediante ENTER se indica si esLOCAL (dos puntas) o REMOTE (cuatro puntas). La fuente posee una impedancia de1012 Ω.

El modo de medición es con I como fuente y V como objeto de medición. Para suprimirlos efectos termoeléctricos se opera cambiando la corriente de signo y trabajando con lossiguientes valores: 1 y 10 pA y 1 y 10 nA.

Cuando los signos de V e I son iguales y no hay mucha oscilación se comienza a mediren valores de corriente más elevados (según la resistencia de la muestra), pero nuncapasando de 3 V de tensión máxima. La resistencia queda conocida a partir de

R =V + − V −

2I=V + − (−V )

2I.

Sabiendo este valor R y determinando el espesor t de la muestra, la distancia entre

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Figura 4: Situación de la muestra en el soporte de medición. Colocación de los terminalesde medida evitando que contacten entre sí. Se usa una pinza para ello y se jan con máspintura de plata.

electrodos internos L y el ancho de la muestra (longitud de los electrodos externos) S, laresistividad puede calcularse:

ρ =tS

LR.

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