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- ・温度可変・4探針シート抵抗測定
- ・電気計測-今さら聞けない5つの落とし穴-
- ・太陽電池、光検出デバイスの外部量子効率特性の高感度・高速測定
- ・FIR vs. IIR ロックイン測定高速化のためのフィルタリング
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- ・コモンモードノイズ干渉の影響を最小限に抑えるための実用的なガイド
- ・ナノ材料における量子ホール効果測定-M81型 ロックインアンプ搭載ソースメジャーユニットの使用
- ・M81型機能紹介⑤ ダイナミックレンジの大きなロックイン測定
- ・M81型機能紹介④ 1台でDC+ACロックイン測定
- ・M81型機能紹介③ オートレンジでのロックイン測定 その2
- ・M81型機能紹介② オートレンジでのロックイン測定 その1
- ・M81型機能紹介① ロックインアンプとは
- ・極低温プローブステーションにおける微小電流測定で考慮すべき点
- ・フレキシブル(CVT)プローブの効果
- ・VSM/AGMの原理・特長と磁性材料の評価
- ・ACホール測定の原理
- ・半導体の性能を測定する・新開発ホール測定システムレジテスト8400について
- ・磁石の高性能化に貢献 モーターの省電力化から、コンピュータの大容量化まで、幅広い産業分野の発展に
- ・高効率太陽電池をになう~キャリア濃度と移動度の測定~
技術資料
M81型機能紹介④ 1台でDC+ACロックイン測定
M81型は、ソースメジャーユニット(以下:SMU)とロックインアンプが融合した計測器で、1台でDC測定とAC測定の両方を行うことができます。DCオフセットにAC振幅を重畳するような信号出力も容易に行うことが可能で、そのユニークな設計により得られるメリットを簡単にご紹介します。
目次
1)接続そのままにDC測定とロックインアンプ測定を切り替え
M81型はフロントパネル操作や通信コマンドで、簡単にDC測定/AC測定/ロックインアンプ測定を切り替えることができます。測定器~サンプル間の接続をそのままの状態でDC測定とAC測定を切り替えることができるので、以下のようなメリットが得られます。
- 測定の手間が減り、スループットを上げることができます。
- 接続変更時に発生する静電気などによるサンプル破損のリスクを抑えられます。
- DC測定とロックインアンプ測定で測定系が異なることによる不確定要素を低減することができます。
下図は、アプリケーションノート「太陽電池、光検出デバイスの外部量子効率特性の高感度・高速測定」におけるDC測定とロックインアンプ測定の切り替えの例になります。
このアプリケーションでは、光検出デバイスの評価に当たり、サンプルのI-V測定とロックインアンプ測定を計測器やケーブルの接続変更なしに切り替えて測定することで、測定時間の短縮を実現しています。詳細は、アプリケーションノートをご覧ください。
2)DCオフセットAC重畳信号を簡単に出力
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M81型では、DCオフセットにAC振幅を重畳して出力することも、特別な準備など不要で簡単に行うことができます。
右図はM81型の出力信号の設定画面です。「Amplitude」と「Offset」の値をそれぞれ設定することで、DC重畳AC信号を出力することができます。
3)非線形応答を抽出する微分コンダクタンス(微分抵抗)測定
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DCオフセットにAC信号を重畳する測定の代表的なアプリケーションとしては、微分コンダクタンス(微分抵抗)測定があります。
微分コンダクタンス測定では、DCオフセット電圧にAC電圧信号(dV)を重畳して印加し、流れる電流のAC振幅(dI)をロックイン測定することで、I-V波形に対しその微分波形を高感度に得ることができます。(右図)
同様に、印加信号を電圧ではなく電流として、得られるサンプル電圧を測定すると、微分抵抗を得ることができます。M81型は電流印加モジュールを使用することで電流印加も可能であり、電流印加におけるDC+AC重畳出力も簡単に行えるため、微分抵抗測定も簡単に行うことができます。
微分コンダクタンス/微分抵抗測定により、サンプルのI-V特性が非線形な場合に、その特性をロックインアンプを使用して高感度に得たり、I-V波形のピーク位置を検出したりすることができます。
4)微分コンダクタンス測定の分解能を上げるDC/ACレンジ個別設定機能
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微分コンダクタンス測定では、AC信号の振幅dVの大きさを小さくすればするほど、より高い分解能でdI/dV波形を得ることができます。しかしながら、一般にDCオフセットが大きくなると、小さな振幅のAC信号を精度よく出力することは困難になります。
M81の電圧印加モジュールVS-10では、AC+DC デュアルレンジ・ソーシング機能により、右図のように DCのレンジとACのレンジを個別に設定することができます。これにより、例えば数VのDCオフセットにサブmVレベルのAC信号を精度よく重畳し出力することができ、高精度・高分解能なdI/dV波形を得ることができます。
DC+AC デュアルレンジ・ソーシング機能搭載 ロックインアンプ:M81型
多ch同期 ロックインアンプ搭載 ソースメジャーユニット M81型
M81型は、従来のDC測定に加え ロックインアンプによる高感度 I-V抵抗測定、微分コンダクタンス測定(高調波)を行える 最新のソースメジャーユニットです。
電圧感度:nV、電流感度:10fA、6端子までの同期測定が可能です。ソフトウエアオプションにより 印加電圧/電流スイープや、温度、磁場制御も可能になります。半導体、超伝導、量子・スピン、二次元、熱電など 先端デバイスの評価に最適です。
お問い合わせ
株式会社東陽テクニカ 脱炭素・エネルギー計測部
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