ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ ПРОВОДЯЩИХ ОКСИДОВ ЧЕТЫРЕХЗОНДОВЫМ МЕТОДОМ
- Авторы: Зинченко Т.О.1, Печерская Е.А.1, Якушов Д.В.1, Козлов Г.В.1, Александров В.С.1
-
Учреждения:
- Пензенский государственный университет
- Выпуск: № 2 (2025)
- Страницы: 91-96
- Раздел: ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
- URL: https://journals.rcsi.science/2307-5538/article/view/296796
- ID: 296796
Цитировать
Аннотация
Актуальность и цели. Прозрачные проводящие оксиды, такие как оксид индия-олова (ITO) и оксид алюминия-цинка (AZO), находят применение в различных областях электроники, включая солнечные элементы, дисплеи и сенсоры. Точное измерение их поверхностного сопротивления критически важно для оценки качества и производительности таких материалов. Однако существующие методы измерения имеют ограничения по точности. Цель работы заключается в разработке и исследовании средства измерения поверхностного сопротивления прозрачных проводящих оксидов с помощью четырехзондового метода. Прибор должен обеспечивать высокую точность измерений, гибкость в настройке конфигурации зондов и быть интегрированным с компьютером для автоматизации процесса измерений и сбора данных. Материалы и методы. При разработке прибора и способа его коммутации с объектом исследований использованы платиновые зонды, регулируемые микроприводы для настройки положения зондов, стабилизированный источник постоянного тока и высокочувствительные усилители. Используемая конфигурация зондов имеет треугольное расположение, которое может быть адаптировано для различных типов образцов. Для калибровки прибора предусмотрено использование эталонных образцов. Программная часть включает микроконтроллер STM32 и интерфейс, реализованный на Python. Результаты. Устройство показало высокую точность измерений (±1 %) в диапазоне от 10 Ом/ до 10 кОм/ и успешно протестировано на образцах ITO и AZO. Применение треугольной конфигурации зондов позволило точно измерять сопротивление на неоднородных материалах. Программное обеспечение предоставляет удобный интерфейс для визуализации и анализа данных. Выводы. Разработанное устройство отвечает заявленным требованиям и может быть использовано для контроля качества прозрачных проводящих оксидов в различных областях, требующих точных измерений поверхностного сопротивления. Программная часть устройства позволяет легко интегрировать его в рабочие процессы, автоматизируя сбор и обработку данных. В перспективе возможна доработка устройства для повышения удобства использования и расширения функциональности.
Об авторах
Тимур Олегович Зинченко
Пензенский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: scar0243@gmail.com
кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры информационно-измерительной техники и метрологии
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Екатерина Анатольевна Печерская
Пензенский государственный университет
Email: pea1@list.ru
доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой информационно-измерительной техники и метрологии
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Дмитрий Викторович Якушов
Пензенский государственный университет
Email: hammer.fate@yandex.ru
аспирант
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Геннадий Васильевич Козлов
Пензенский государственный университет
Email: gvk17@yandex.ru
доктор технических наук, профессор, директор Политехнического института,
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Владимир Сергеевич Александров
Пензенский государственный университет
Email: vsalexrus@gmail.com
магистрант
(Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)Список литературы
- Пандей С. С. Transparent Conducting Oxides // Materials Science and Engineering R: Reports. 2003. Т. 39, № 1. С. 1–40.
- Зинченко Т. О., Печерская Е. А. Анализ материалов, используемых для производства прозрачных проводящих покрытий // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы : сб. науч. ст. Всерос. межвуз. науч.‐практ. конф. Пенза, 2018. С. 256–258.
- Пимента А. Д. Р., Ли Ж. М., Кардозо П. Ж. [и др.]. Four-Point Probe Measurement of Surface Resistivity of Transparent Conductive Oxides // Journal of Applied Physics. 2014. Т. 116, № 23. С. 233703.
- Печерская Е. А., Голубков П. Е., Карпанин О. В. [и др.]. Исследование влияния технологических параметров процесса микродугового оксидирования на свойства оксидных покрытий // Известия высших учебных заведений. Электроника. 2019. Т. 24, № 4. С. 363–369.
- Raksha S. V., Kondrashin V. I., Pecherskaya E. A., Nikolaev K. O. Functional materials for dye-sensitized solar cells // Журнал нано- и электронной физики. 2015. Т. 7, № 4. С. 04062.
- Лю Б. В., Джонсон Х. Ж., Мартин К. Л. [и др.]. Design and Development of a Precision Measurement System for Surface Resistance // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement. 2016. Т. 65, № 10. С. 2621–2628.
- Мак Криери Р. Л. Electrochemical Techniques in Surface Analysis. Springer, 2019. 285 с.
- Artamonov D.V., Baranov V.A., Pecherskaya E.A. [et al.]. Application of a hyper-complex impedance model for indirect measurements of materials parameters of functional electronics // International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM. Altay, 2019. P. 760–764.
Дополнительные файлы
