A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 4. Física da Matéria Condensada
SISTEMA AUTOMÁTICO DE MEDIDAS DE RESISTIVIDADE, EFEITO HALL E ANÁLISE DE LFO.
Emilson Ribeiro Viana Junior1
Geraldo Mathias Ribeiro1
Rodrigo Lacerda da Silva2
Rero Marques Rubinger3
Alfredo Gontijo de Oliveira1
1. Universidade Federal de Minas Gerais
2. Universidade Federal Fluminense
3. Universidade Federal de Itajubá
INTRODUÇÃO:Nosso trabalho baseia-se na automação de medidas de resistividade, número de portadores (n-Hall) e Análise de LFO, Low Frequency Oscillation.
Oscilações espontâneas de corrente elétrica aparecem em materiais semicondutores em certas temperaturas, iluminação e sujeitos a determinados Campos Elétricos. Os domínios de campo formados em alguns semicondutores, por exemplo, GaAs semi-isolante, se propagam de forma bem lenta, tendo como conseqüência baixos valores de freqüência LFO.
METODOLOGIA:Para as medidas de resistividade e número de portadores desenvolvemos programas, na linguagem LabVIEW da National Instruments. Esses programas foram desenvolvidos utilizando o método de vanderPauw. O sistema de controle e aquisição de dados que desenvolvemos permite a realização de experimentos em amostras desde baixas resistividades (101Ohm.cm) até resistividades elevadas (109Ohm.cm).
Para observar e analisar essas séries temporais das oscilações espontâneas de corrente elétrica (LFO), criamos programas que controlam a tensão elétrica aplicada a amostra e ao mesmo tempo, fazemos a leitura dessas oscilações de corrente via uma Placa de Aquisição de Dados DAQ-MX da National Instruments, além de usar algoritmos específicos da dinâmica não-linear incorporados a plataforma LabVIEW, pois grandes níveis ruídos tornam ineficientes os algoritmos para o cálculo de parâmetros tais como o expoente de Lyapunov e dimensão de correlação, ou seja, muito pouco pode ser dito sobre o caos no sistema.
RESULTADOS:O sistema de medidas automáticas de resistividade e efeito Hall foi testado em amostras de GaAs semi-Isolante de baixa e altas resistividades, fornecendo resultados compatíveis com as medidas realizadas com comutação manual de contatos, porém levando em conta fatores de correção dependentes da geometria e não-homogeneidade da amostra.
Com os programas de investigação das séries temporais de corrente é possível visualizar em tempo real, o diagrama de bifurcação, o atrator do sistema dinâmico e obter via transformada de Fourier (FFT) as freqüências das oscilações espontâneas de corrente elétrica LFO.CONCLUSÕES:Medidas de resistividade e Efeito Hall são utilizadas para fazermos a caracterização elétrica de materiais, então o desenvolvimento de um sistema automático para essas medidas é muito importante, pois as medidas serão feitas com uma maior precisão e em menores tempos, do que as feitas por comutação manual de contatos.
Amostras que apresentam oscilações de corrente elétrica espotâneas são interessantes, pois esses sistemas apresentam dinâmica não-linear. Com esses programas de análise de LFO é possível observar experimentalmente atratores de fase, diagramas de bifurcação, rota para o Caos, que antes somente eram possíveis de se obter através de simulações.
Instituição de fomento: CNPQ e FAPEMIG
Trabalho de Iniciação Científica
Palavras-chave: GaAs, Efeito Hall, resistividade, Análise LFO
E-mail para contato: emilson.fisica@gmail.com
|
|