桌面式霍尔效应测试仪，攻克低迁移率测量难题，赋能多领域应用！

发布日期：2025-03-20

在材料研究与电子器件开发领域，精确测量材料的电学特性至关重要。霍尔效应测量作为获取材料载流子类型、浓度及迁移率等关键参数的重要手段，其测量技术的发展直接影响着科研与工业生产的进程。美国Lake Shore Cyrotroncis.公司凭借其专利的快速霍尔测量技术（专利号：9797965和10073151），正引领着霍尔测量技术的新变革。相比传统的霍尔效应测量解决方案，FastHall Station桌面式霍尔效应测试仪速度大幅提升，尤其在测量低载流子迁移率样品时，测量速度可达传统方法的 100 倍，几秒钟内即可精确测量流动性极低的材料。

由于M91快速霍尔测量模块在具备高性能霍尔测量的同时，还具有极高的拓展性，可以与电磁体平台、低温强磁场联用。为了满足一体化和便携性测量需求的客户，LakShore推出的FastHall Station桌面式霍尔效应测量系统提供了霍尔效应测量的所有部件，包括M91快速霍尔测试模块、1T永磁体、高性能样品插件、MeasureLINK控制软件和控制电脑。整个设备采用一体化桌面式设计，无需占用较大的实验室空间。该设备操作简单易用，测量前无需进行复杂的设备设置，是一款真正的“交钥匙”系统，适用于追求快速和高效的测量需求，能在短时间内获得准确测量数据的科研和工业用户。

FastHall Station桌面式霍尔效应测量系统

基于FastHall技术的高精度快速测量

FastHall Station的核心竞争力在于其搭载的 M91 快速霍尔测试模块，该模块采用Lake Shore专利的快速霍尔测量技术（专利号：9797965和10073151），测量过程不需要磁场反转，配合设备自带的永磁体和MeasureLINK软件的预设测量序列，即可快速完成霍尔效应测量，尤其是对于低迁移率的材料，测试速度可以提高100倍。对于常规材料的测试，也可以在几秒内完成。

M91快速霍尔测量模块	相比传统方法快至100倍的测量速度

全封闭屏蔽的环境，保障测量可靠性

FastHall Station 拥有全封闭、屏蔽的测量环境，具备电子屏蔽、低噪声的样品空间和防护触点，有效减少了外界干扰，与大多数类似的解决方案相比，在该设备上测量到的载流子类型、载流子浓度、迁移率等霍尔系数特性数据结果更加可靠。在样品安装方面，设备提供了焊接和探针式样品卡，样品卡自带焊点，无需焊接接触焊盘即可轻松安装样品。实验操作人员只需装入样品，借助随附的MeasureLINK-MCS软件，就能便捷地进行范德华测量，简化了实验流程，降低了操作难度。

样品安装插件及探针式、焊盘式样品卡

低温测量选件和栅极偏置选件测量

FastHall Station配有液氮单点温度测量选件，支持77K的低温霍尔测量。该选件包含带有液氮存储罐的低温测量平台和用于添加液氮的漏斗，搭配室温的样品插件和样品卡即可完成低温测量。

单点温度选件（77K）

栅极偏置选件包括一台 MeasureReady™ 155 直流精密电流和电压源仪器 (155-DC)，提供一个低噪声电压源，用于在施加栅极偏置的情况下进行霍尔测量。电压通过样品架顶部的三轴连接器施加，样品架还具有安全联锁功能，在移除样品时可禁用偏置电压。为栅极偏置扫描提供了测量脚本，以便在一系列离散栅极偏置设置下进行霍尔测量。

栅极偏置选件

相较于传统桌面式霍尔系统的优势

通过与其他桌面式霍尔测量设备或相似的测量方案对比，FastHall Station具有体积小巧，产品设计多项升级，还能提供优于传统方式的测量结果。

综上所述，美国Lake Shore Cyrotronic Inc.公司研发生产的FastHall Station桌面式霍尔效应测量系统是一款功能和性能强大、测量速度快、操作简便的高精度测量系统，是表征和分析各种电子材料的理想之选。 对于低迁移率材料和高电阻材料具有广泛的应用。

应用领域

1、 低迁移率材料

在材料科学领域，低迁移率材料近年来逐渐成为研究热点，FastHall Station 在这一领域发挥着重要作用。

1.1 集成电路

在大规模集成电路中，虽然主流的半导体材料追求高载流子迁移率以提升运算速度，但在传感器电路部分，低迁移率材料却有着特殊的应用价值。其能够精确控制载流子传输，对特定信号进行缓慢而稳定的响应，从而提高传感器的精度和稳定性。

1.2 太阳能电池

在太阳能电池领域，以铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池和钙钛矿太阳能电池为例。CIGS 薄膜太阳电池的吸收层材料载流子迁移率相对较低，通过优化结构和制备工艺，利用其低迁移率特性控制光生载流子的传输和复合过程，减少非辐射复合损失，提高电池性能。部分钙钛矿材料虽载流子迁移率不是极高，但在低载流子密度下以激子复合为主导，具有较大的激子结合能和高光致发光量子产率。FastHall Station 可对这些材料进行精确测量，助力其性能优化，推动太阳能电池领域的发展。

1.3光电探测器

有机材料因良好的光吸收特性和柔韧性，可用于制备柔性光电探测器，应用于可穿戴设备、物联网等领域。尽管有机材料迁移率低，但通过合理设计器件结构和优化材料性能，并结合 FastHall Station 极低迁移率快速、精确测量的优势，能更好地发挥其应用前景。

1.4 热电材料

通过原位复合效应结合界面优化的策略，如引入适量石墨烯调制电 - 声输运行为，可提升其稳定性和热电性能。在中高温区废热回收及温差发电领域，这种材料具有应用前景。例如，在工业生产过程中产生的大量废热，可以利用基于 Cu₂Se 等低迁移率热电材料的装置将废热转化为电能，实现能源的回收利用，提高能源利用效率。FastHall Station 能够准确测量材料在不同条件下的电学性能，为热电材料的研发和应用提供关键数据支持。

2、高电阻材料

对于高电阻材料，FastHall Station 同样有着重要的应用价值。在半导体集成电路中，需要各种不同阻值的电阻元件来实现电路功能，高电阻材料制成的电阻元件能满足这一需求。同时，高电阻材料还可作为器件隔离层，防止不同器件之间的电信号相互干扰；像碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等高电阻半导体材料，凭借其优良特性，被用于制造高性能半导体器件，FastHall Station 能对这些材料的电学性能进行精确测量，助力提升器件性能。此外，在半导体制造过程中，高电阻材料作为扩散阻挡层，控制杂质扩散，FastHall Station 可帮助科研人员更好地研究和优化这一过程。

样机体验：

为了便于广大客户全面了解和体验FastHall Station桌面式快速霍尔测量系统，Quantum Design中国公司引进了该设备样机并已调试完毕，可以完成各类材料的霍尔效应测量。即日起，我们欢迎对该设备感兴趣的老师和同学来访，我们在Quantum Design中国样机实验室恭候大家的到来。

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