[发明专利]一种磁场调制薄膜光伏效应的方法

说明书

本发明公开一种磁场调制薄膜光伏效应的方法，在半导体参数测量仪中的正、负极引出线之间接入一可提供变磁场的光伏效应测量装置，将光伏电池的顶电极与底电极与该变磁场光伏效应测量装置顶部的两条铜引线连接，测试该光伏电池在无磁场条件下的暗电流曲线与亮电流曲线；改变变磁场光伏效应测量装置内置的磁体高度，测试该光伏电池在不同磁场条件下的暗电流曲线与亮电流曲线。本发明的方法可以确保测试的数据结果重复性好，磁强采样能力强而稳定，测试结果较为丰富以支撑研究的数据需要。

技术领域

本发明涉及磁性半导体测试领域，尤其涉及一种磁场调制薄膜光伏效应的方法。

背景技术

一般的半导体参数测量系统用途都不涉及磁学模块，通常情况下，半导体参数测量系统硬件多由磁性金属材料组成，在磁场中，硬件容易偏移既定位置，严重影响数据测量的稳定性，甚至失去既定功能，因而只提供温度、光强等功能附件。例如，目前市面上的半导体参数分析仪的测试平台（包括底座、测臂、探针等）多为磁性合金材料，当实验需要外置磁场时，磁场源（磁体）接近样品的同时也将对仪器磁性合金部分有一个强大的吸引力，从而使测试探针偏离位置被磁体吸附，无法测量数据，也容易将对样品造成严重划伤。近年来随着多铁材料的发展，同时具有磁电耦合效应与反常光伏效应的铁电光伏材料渐渐成为人们的研究热点，对于磁电耦合材料，外加磁场是极其重要的研究因素，因此发明一种磁场调制光伏效应的方法成为多功能材料领域研究的迫切需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁场调制薄膜光伏效应的方法，解决如何在光伏效应测试过程中引入磁场因素而不对测试系统产生因磁场力带来消极影响的问题。

本发明采用的技术方案是：

一种磁场调制薄膜光伏效应的方法，在半导体参数测量仪中的正、负极引出线之间接入一可提供变磁场的光伏效应测量装置，将光伏电池的顶电极与底电极与该变磁场光伏效应测量装置顶部的两条铜引线连接，测试该光伏电池在无磁场条件下的暗电流曲线与亮电流曲线；改变变磁场光伏效应测量装置内置的磁体高度，测试该光伏电池在不同磁场条件下的暗电流曲线与亮电流曲线，其中，观察到电流曲线发生明显变化，包括I-V特性曲线的斜率/曲率随磁场大小增大而发生明显增大。

测试方法具体包括以下步骤：

利用高斯计与游标卡尺标定磁体产生的所调制磁场在样品台处的大小与方向对应磁体的高度与磁体的方向。

进一步地，将半导体参数测量仪的正负引出线分别与基于可变磁场及自由电极的半导体特性稳定测量系统的两条引出线连接，利用变磁场的光伏效应测量装置自带的长导线使磁体远离金属引出线端，以免磁体产生的高磁场吸引引出端，影响样品测试稳定性，但此时不放入磁体，测量零磁场下薄膜的光、暗I-V特性曲线。

进一步地，将磁体置入衬盘，使其距离样品台的高度最大，依据所标定高度，提升磁体高度，分别测试不同磁场大小下的薄膜I-V特性曲线，其中磁场线性增大至所能提供最大磁场，此时磁体高度达到最高，与样品台距离最小。

进一步地，依据所标定高度，降低磁体高度，分别测试不同磁场大小下的薄膜I-V特性曲线，其中磁场线性减小至0，此时磁体高度达到最低后撤去。

进一步地，将磁体翻转180°，使其提供磁场方向相反，再次将磁体置入衬盘，使其距离样品台的高度最大，依据所标定高度，提升磁体高度，分别测试不同磁场大小下的薄膜I-V特性曲线，其中磁场线性增大至所能提供最大反向磁场，此时磁体高度达到最高，与样品台距离最小。

进一步地，依据所标定高度，降低磁体高度，分别测试不同磁场大小下的薄膜I-V特性曲线，其中磁场再次线性减小至0，此时磁体高度达到最低后撤去。

进一步地，磁场大小在0~Hmax范围内可调，Hmax是磁体在距离磁体1cm处的磁场强度，Hmax的大小通过替换磁体材料或增减磁体个数来调节，且磁体变位器磁场大小在可调范围内的设置磁场强度是连续的。