基于范德堡法对金属薄膜面电阻率表征的研究开题报告

1. 研究目的与意义

1、背景：自2004年石墨烯被发现以来，二维晶体材料受到了越来越多的关注，但二维材料的电阻率是纳米级的，用传统的方法无法准确测量其电阻率，二维材料电阻率的精确测量也因此成为了一个难题，为此，相较于两点法的接触电阻风险的存在，我们引入了具有高灵敏度、测量更为精确、使用方便、电源稳定性要求不高等特点的范德堡法来测薄膜电阻率，此方法使薄膜电阻率测量成为可能。

2、目的：通常的四探针法测量电阻率要求四个电极探针线性排列，运用范德堡法能够测量不规则、更小的样品，较普通四探针法具有更加简便的优势。如采用通常的点银胶或是金属探针做电极，会遇到接触电阻大和污染薄膜的问题。本作品制作了以压铟的电极方式和范德堡法相结合的测量薄膜电阻率装置，实现了准确、便捷的测试金属薄膜电阻率的方法。

3、意义：实现了采用压铟的触点方式和范德堡法相结合，具有接触电阻小、样品形状不受限制、操作方便的优点。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计基于范德堡法测试薄膜面电阻率的装置，进行金属薄膜电阻率测试理论和实验方案的论证，通过测试50nm fen薄膜和200nm金薄膜的面电阻率进行验证。包括：

（1）范德堡法测试电阻率的理论研究。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

（1）准备范德堡配置：使用任意形状的薄板样品，包括四个至于薄板边缘且最好是拐角的微小的接头（作为四个接触点）。

（2）通过流入电流测量接触点的电压，测得两个特征电阻r_a和r_b的阻值，进而确定薄板电阻r_s。

4. 参考文献

[1]oliveira f, barat r, shulkin b, et al. a theoretical study onvanderpauwmeasurement values of inhomogeneous compound semiconductor thin films [j]. international society for optics and photonics, 2003, 5070: 60-70.

[2] jonathand.weissrobert, j.kaplar.a derivation of the van der pauw formula from electrostatics [j]. nature materials, 2002, 1(1): 26-33.

[3] pendry j b. negative refraction makes a perfect lens[j]. physics review letters , 2000, 85(18): 3966-3969.

[4] smith d r, pendry j b, wiltshire m c k. metamaterials and negative refractive index[j]. science, 2004, 305(5685): 788-792.

5. 计划与进度安排

1.2022年2月24日-3月1日，毕业论文工作动员。

2.2022年2月24日-3月1日，指导教师完成在系统中毕业论文任务书的下发，系主任审核任务书。指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等。

3.2022年2月24日-3月8日，学生提交开题报告等材料（开题报告、外文翻译等），指导教师审核开题报告等材料。