JP6764417B2 - 回転磁場ホール装置、回転磁場ホール装置を動作させる方法、およびコンピューティング・システム - Google Patents
回転磁場ホール装置、回転磁場ホール装置を動作させる方法、およびコンピューティング・システム Download PDFInfo
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Description
VH=BI/nde 方程式#1
BREF(t)=Bmaxcos(ωREFt)
Bmax(g,s)=∫BM(y,z)dydz/s2
ここで、RXYは、未処理の横抵抗またはホール信号であり、RXXは、縦抵抗であり、nは、キャリア密度であり、dは、DUT2052の厚さであり、eは、電子電荷であり、Aは、有効なループ領域であり、ISは、DUT2052を通過する電流源であり、αは、DUT2052の非対称性に起因してRXYに現われるRXXの小数部であり(0<α<1)、N(t)は、雑音または信号の残部である。
ここで、Tは、信号処理ソフトウェアによって調整され得るロックイン時定数τの倍数と等しい積分期間である。
X=Bmax/nde、Y=BmaxωA/IS、n=Bmax/Xde、μ=1/neρであり、ここで、ρは、縦方向のファンデルパウ測定から取得され得るサンプルの抵抗率である。信号対雑音比は、S/N=<X(t)2>/<RXY 2(t)>として与えられる。
Claims (16)
- 回転磁場ホール装置であって、
マスタ・スレーブ構成でそれぞれ回転するように配置された第1の磁石および第2の磁石と、
前記第1の磁石と前記第2の磁石との間に介在可能な被試験デバイス・ステージであって、前記被試験デバイス・ステージ上に、ホール測定のための第1の向きまたは光電磁試験のための第2の向きで被試験デバイスを配置可能である、前記被試験デバイス・ステージと、
前記第1の磁石と前記第2の磁石との間で前記被試験デバイス・ステージを中心に置くように配置されたコントローラであって、第1の軸方向において前記第1の磁石および前記第2の磁石の少なくとも一方を動かすために配置される第1のコントローラと、少なくとも前記第1の軸方向および第2の軸方向において前記被試験デバイス・ステージを動かす第2のコントローラとを含む、前記コントローラと、
前記第1の磁石および前記第2の磁石の位置の初期化を促進し、位相敏感検波またはロックイン・ホール信号検出のための同相基準信号および違相基準信号を生成するために配置された直交磁場センサと
を備える、回転磁場ホール装置。 - 前記直交磁場センサは、前記第1の磁石の側面の横に配置される、請求項1に記載の装置。
- 前記第1の磁石は、横方向磁化を有する電動の円筒状の磁石を備え、前記横方向磁化は、前記電動の円筒状の磁石の直径に沿った磁化であり、
前記第2の磁石は、前記電動の円筒状の磁石と共に回転する円筒状の自由回転磁石を備える、請求項1または2に記載の装置。 - 前記第1の磁石および前記第2の磁石は、平行に配置される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の磁石および前記第2の磁石のうちの一方の磁場を増加させるための磁束コンセントレータをさらに備える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の装置。
- 前記磁束コンセントレータは、前記第1の磁石と前記被試験デバイス・ステージとの間に介在される第1の磁束コンセントレータと、前記第2の磁石と前記被試験デバイス・ステージとの間に介在される第2の磁束コンセントレータとして提供される、請求項5に記載の装置。
- 前記磁束コンセントレータは、高透磁率材料を含む、請求項5または6に記載の装置。
- 前記光電磁試験の動作の実行のために前記被試験デバイスへ向かって光を発するよう配置された光源をさらに備える、請求項1〜7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記被試験デバイスは、ホール・サンプルまたはファンデルパウ・サンプルを備え、前記被試験デバイスに電流を供給するために配置された接触端子パネルをさらに備える、請求項1〜8のいずれか1項に記載の回転磁場ホール装置。
- 前記直交磁場センサは、前記第1の軸方向において前記第1の磁石の第1の側に面するように、かつ、前記被試験デバイスとの間に前記第1の磁石が介在するように配置された第1のセンサと、前記第2の軸方向において前記第1の磁石の第2の側に面するように、かつ、前記第1の軸方向に沿って前記被試験デバイスからずらして配置された第2のセンサとを含む、請求項1〜9のいずれか1項に記載の装置。
- 前記自由回転磁石の前記第1の軸方向における動きを制限するために配置されたストッパをさらに備える、請求項3に記載の装置。
- 前記電動の円筒状の磁石と前記自由回転磁石と間の前記第1の軸方向における距離を決定するための定規をさらに備える、請求項3または11に記載の装置。
- 回転磁場ホール装置を動作させる方法であって、
マスタ・スレーブ構成でそれぞれ回転する第1の磁石および第2の磁石を配置することと、
前記第1の磁石と前記第2の磁石との間に被試験デバイス・ステージを介在させることと、
前記被試験デバイス・ステージ上に、ホール測定のための第1の向きまたは光電磁試験のための第2の向きで被試験デバイスを配置することと、
第1の軸方向において前記第1の磁石および前記第2の磁石の少なくとも一方を動かし、かつ、少なくとも前記第1の軸方向および第2の軸方向において前記被試験デバイス・ステージを動かことによって、前記第1の磁石と前記第2の磁石との間で前記被試験デバイス・ステージを中心に置くことと、
前記第1の磁石および前記第2の磁石の位置の初期化を促進することと、
位相敏感検波またはロックイン・ホール信号検出のための同相基準信号および違相基準信号を生成することと、
を含む、方法。 - 前記第1の軸方向において前記第1の磁石の第1の側に面するように、かつ、前記被試験デバイスとの間に前記第1の磁石が介在するように配置された第1のセンサと、前記第2の軸方向において前記第1の磁石の第2の側に面するように、かつ、前記第1の軸方向に沿って前記被試験デバイスからずらして配置された第2のセンサとを含む直交磁場センサを動作させることと
をさらに含む、請求項13に記載の方法。 - コンピューティング・システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに実行させるプログラムを記憶させるメモリと、
を備え、前記プロセッサは、回転磁場ホール装置を管理するように構成されており、前記回転磁場ホール装置は、
マスタ・スレーブ構成でそれぞれ回転するように配置された第1の磁石および第2の磁石と、
前記第1の磁石と前記第2の磁石との間に介在可能な被試験デバイス・ステージであって、前記被試験デバイス・ステージ上に、ホール測定のための第1の向きまたは光電磁試験のための第2の向きで被試験デバイスを配置可能である、前記被試験デバイス・ステージと、
前記第1の磁石と前記第2の磁石との間で前記被試験デバイス・ステージを中心に置くように配置されたコントローラであって、第1の軸方向において前記第1の磁石および前記第2の磁石の少なくとも一方を動かすために配置される第1のコントローラと、少なくとも前記第1の軸方向および第2の軸方向において前記被試験デバイス・ステージを動かす第2のコントローラとを含む、前記コントローラと、
前記第1の磁石および前記第2の磁石の位置の初期化を促進し、位相敏感検波またはロックイン・ホール信号検出のための同相基準信号および違相基準信号を生成するために配置された直交磁場センサと
を備える、コンピューティング・システム。 - 前記プログラムは、最終的なホール信号を抽出するために信号処理を行うように構成され、
データ選択およびバックグラウンド除去のための信号調節システムと、
電力スペクトル密度分析システムと、
ロックイン検出および信号対雑音比計算のためのシステムと
を備える、請求項15に記載のコンピューティング・システム。
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