高校物理教学实验中“四探针测量金属薄膜电阻率”的引入.doc
《高校物理教学实验中“四探针测量金属薄膜电阻率”的引入.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高校物理教学实验中“四探针测量金属薄膜电阻率”的引入.doc(6页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、高校物理教学实验中“四探针测量金属薄膜电阻率”的引入 在微电子技术领域中常用的测量电阻率的方法就是四探针测量金属薄膜电阻率的方法,而目前国内高校正面临教学体制改革。鉴于此,本文分析研究在高校物理教学实验中引入“四探针测量金属薄膜电阻率”,分别介绍了实验原理以及引入该实验的优点,并深入探讨了高校物理教学实验的安排等,最后本研究认为将“四探针测量金属薄膜电阻率”引入到高校物理教学实验中具有实用价值,值得在国内高校中推广。 随着科学技术的不断发展,薄膜材料的使用越来越广泛。在实际生活和生产过程中,经常需要测量金属薄膜材料的电阻率。“四端子法”往往用来测量金属丝的电阻率,若将该方法用于测量金属薄膜的电
2、阻率,即采用四探针测量方法,不仅能够增加其实用性,还能进一步促进科学技术的发展。目前,国内各高校正在积极进行教育体制改革,而其改革的重点内容就是在教学中增加实际应用和教学实验,进而提高学生分析问题和解决问题的能力。因此,在高校物理实验中引入“四探针测量金属薄膜的电阻率”,既有利于加强高校物理实验的实用性,又有利于促进教育体制的改革,还有利于促进科学技术的发展。鉴于此,本文分析研究了在高校物理实验中引入“四探针测量金属薄膜的电阻率”的具体过程,介绍了实验的原理和引入该实验的优点,并探讨了高校内的物理教学实验内容及其编排情况,最后本研究认为在高校物理实验中引入“四探针测量金属薄膜的电阻率”具有实用
3、价值,并值得推广。 实验仪器及原理 1.实验仪器 本文研究采用的是实验仪器是四探针金属薄膜电阻率测量仪,其配件主要有四探针组件、精密直流电流源和直流的数字电压表。使用该测量仪,一方面能够促使高校物理教学实验的成本减少,另一方面还能方便教学实验。此外,该测量仪的使用范围比较广泛,不仅是薄膜材料可以使用,其他材料也能够适用;同时,不仅在教学实验中可以使用,在研发工作中也能使用。 2.实验原理 金属薄膜电阻率的尺寸效应是指由于金属薄膜只有很小的膜厚,当其小于一个固定值,就会对自由电子的平均自由程产生巨大影响,进而影响金属薄膜电阻率的大小,其示意图如图1所示。 在左图中,O点表示原点;z轴表示的是薄膜
4、厚度方向;OH表示自由电子的运动方向;d表示的是金属薄膜的厚度,即膜厚;E表示电场,其沿着x轴的逆方向进行运动;H点表示金属薄膜面上的任意一点;O则是用来描述z轴和OH的夹角。假设有一自由电子在原点,即O点处出发并到达H点,则说明,OH=A,A表示金属块体中自由电子的平均自由程,则有OH的距离等于金属块体材料中自由电子的平均自由程。此外,由上图分析还可以得出该自由电子到达H点的距离小于A,其中包含在进行过程中所发生的碰撞情况下的距离。这说明,在A区,自由电子是先和金属薄膜发生碰撞,然后才和声子及缺陷发生碰撞。同时,还表明A区中的所有自由电子的自由程均小于金属块体中自由电子的平均自由程。但是在B
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高校 物理 教学 实验 探针 测量 金属 薄膜 电阻率 引入
链接地址:https://www.31doc.com/p-1863848.html