相關產品： MFLI，MF-MD，MF-DIG

應用說明

      鎖相放大器在量子輸運測試應用電遷移測量是一種基本的材料表征技術，可深入了解固態材料的散射機理和能帶結構。量子力學描述的宏觀載流子傳輸是電子材料特性的基本概念之一，在低維系統和低溫下具有顯著的，門可調的效應。

下圖顯示了門控幾何中的典型2端子和4端子測量配置。將電，光或熱激勵施加到樣品，并將其轉換為電壓（V）或電流（I）信號。這些測量通常在具有顯著背景噪聲的低頻下進行。樣品的電阻和電導率是從V和I信號得出的，而V和I信號是外部參數（例如溫度，柵ji電壓或磁場強度）的函數。

測量方法

鎖相放大器在量子輸運測試

測量策略的選擇取決于樣品的阻抗和幾何形狀。與直流測量相比，使用鎖相放大器的交流技術具有更高的靈敏度，信噪比和動態范圍以及更快的測量速度，而直流測量也容易出現較大的系統誤差。

端子測量

      這些測量通常在恒定電壓下執行，以量化通過被研究設備的傳導。這種測量的一個示例是通過碳納米管或納米線的電導率的測量，其中將恒定電壓施加到樣品，并且將電導率計算為I（測量的）/ V（施加的）。2端子測量易于執行，并且在以下情況下使用：

相對于樣品電阻可以忽略接觸電阻。

通過光學或其他方式從外部激發樣品。

       這些測量是在恒定電流下執行的，設備的電阻計算為一部分樣品上的電壓降除以電流。

使用恒流源或限流電阻提供恒定電流。在后一種情況下，限流電阻的電阻須遠大于采樣電阻（阻抗）。可以在Hall bar或Van der Paw幾何形狀中執行4端子測量。與2端子測量相比，它們的設置更為復雜，如果滿足以下條件之一，則它們是好的選擇：樣品的阻抗很小。有必要從材料性能中排除較大的接觸電阻。

借助MFLI鎖相放大器（通過MF-MD多解調器選件進行升級），單臺設備即可完成所有的任務：使用限流電阻器測量流經樣品的電流以及壓降跨樣品，并施加直流偏置電壓以門控樣品（在與門相關的傳輸情況下）。DC和AC激勵在外部進行混合，從而跨源-漏電ji施加電勢。

對于門控結構，通常會根據源漏和背柵電壓來重建電導的二維圖：這通常很耗時，因為測量是在低頻下進行的，低頻會顯著降低噪聲由于長時間常數而導致測量。去除一些主要的噪聲源（包括接地環路）并使測量頻率遠離背景噪聲會大大有益于此類測量。

選擇Zurich Instruments 鎖相放大器的優勢

l  單個MFLI 500 kHz鎖定放大器可讓您表征樣品：借助 MF-MD可現場升級的選件，您可以同時測量DC和AC的I和V。

l  使用內置的模擬加法器來混合和輸出DC和AC電壓偏置。

l  利用API Sweeper功能，還可以集成多個柵ji電壓掃描。

l  您可以使用MF-DIG數字化儀選項執行噪聲測量：在I和V輸入端均獲取時域和頻域信號。

l  電池供電的MFLI可實現低噪聲測量，并允許您去除接地環路。

相關刊物

Paravicini-Bagliani，GL等。朗道ji化狀態控制的磁傳輸。 自然物理學。15，186-190（2018）

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