Desarrollo De Un Sistema De Medición Por Efecto Hall Con El Método De Van Der Pauw

Abstract

In the present work, the design, construction and operation of a low-cost automated Hall effect measurement system is proposed for the electrical characterization of semiconductor materials that are susceptible to use in the development of photovoltaic cells. he system has a nanovoltmeter, a picoammeter, which provide the semiconductor sample with the amperage and the measurement of the potential difference sustained in the Van Der Pauw method. The measurement process is carried out with the control of a graphical interface, whose programming controls the function of the integrated equipment, supported by a switch that selects the variables to be measured at the points in the sample, and obtaining the average of the measurements in the positions corresponding to the resistivity technique, the software calculates the values. The Hall coefficient and mobility are obtained by applying a magnetic field to the sample, provided by an automatic mechanism that moves neodymium magnets allowing the magnetic field to be placed perpendicular to the current. After applying the current and taking the measurements, the magnets move so that the magnetic field reverses and the measurement process is repeated. A comparison was made between the values ​​acquired from the developed system and from commercial systems of recognized brands, obtaining a very small margin of error.

En el presente trabajo se plantea el diseño, construcción y funcionamiento de un sistema de medición de efecto Hall automatizado y de bajo costo, para la caracterización eléctrica de materiales semiconductores que sean susceptibles a usar en el desarrollo de celdas fotovoltaicas. El sistema cuenta con un nanovoltímetro, un picoamperímetro, los cuales proporcionan a la muestra semiconductora el amperaje y la medición de la diferencia de potencial sustentado en el método de Van Der Pauw. El proceso de medición se lleva a cabo con el control de una interfaz gráfica, cuya programación controla la función de los equipos integrados, apoyados con un conmutador que elige las variables a medir en los puntos de la muestra, y obteniendo el promedio de las medidas en las posiciones correspondientes a la técnica de resistividad, el software calcula los valores. El coeficiente Hall y la movilidad se obtienen al aplicar un campo magnético en la muestra, proporcionado por un mecanismo automático que mueve unos imanes de neodimio permitiendo colocar el campo magnético de forma perpendicular a la corriente. Después de aplicar la corriente y realizar las medidas, los imanes se mueven de forma que el campo magnético se invierta y se repita el proceso de medición. Se realizó una comparación entre los valores adquiridos del sistema desarrollado y de sistemas comerciales de marcas reconocidas, obteniendo un margen de error muy pequeño.