Hola de nuevo estimados amigos de #stem-espanol.
Hoy les traigo la segunda parte del contenido experimental de mi TEG para optar al título de Licenciado en Física. El cual tiene como título "PARÁMETROS ELÉCTRICOS EN FUNCIÓN DE LA TEMPERATURA DEL SEMICONDUCTOR Ag2PbTe3".
Foto del día de mi presentación acompañado de grandes mujeres[a]. Mi Tutora[b] y mi Coordinadora[c].
Como es costumbre, para la mayor comprensión del tema expuesto pasate a leer la primera parte titulada: Verificación del tipo de Conductividad eléctrica del NUEVO Semiconductor Ag2PbTe3.. Así mismo les hablé en un artículo pasado sobre el marco teórico relacionado titulado: Contactos Óhmicos aplicados a estudios de Resistividad eléctrica de materiales Semiconductores..
OBJETIVO
- Analizar la región óhmica de contactos metálicos sobre la superficie del Ag2PbTe3 mediante las características corriente-voltaje.
1. Método van der Pauw.
El método van der Pauw describe un procedimiento experimental para medir la resistividad eléctrica de una muestra de espesor homogéneo t, pero de geometría arbitraria, mediante el uso de técnicas de corriente directa [1][2]. Este consiste en el uso de cuatro contactos de prueba (generalmente metálicos), y separados a una distancia relativamente geométrica, tal como lo muestra la figura 1.
Figura 1. Método de van der Pauw. (a) Dimensiones de la muestra de estudio; (b) Contactos de prueba, notación experimental.
La medición de la resistividad se obtiene a través de la permutación cíclica de las posibles combinaciones de corriente-voltaje entre los puntos 1, 2, 3 y 4. Con el uso de una corriente fija I se miden las diferencias de potenciales V21,34, V12,34, V32,41, V23,41, V43,12, V34,12, V14,23 y V41,23.
La notación que se utiliza, VABCD, se refiere a la diferencia potencial medida entre los contactos C y D cuando la corriente entra por el contacto A y sale por el B.
2. Metodología Experimental.
Se empleó el montaje experimental que consistió en los siguientes instrumentos: (4)una fuente de corriente: picoamperímetro Keithley modelo 485; (5)un voltímetro: multímetro Keithley modelo 2700; un sistema de temperatura: (2)Horno eléctrico y (3)controlador de temperatura; y (1)un porta muestra con contactos fabricados. La descripción experimental se realiza de acuerdo con el ASTM F76-08[2].
Figura 2. Ilustración del montaje experimental.
Los contactos fabricados sobre la muestra de Ag2PbTe3 fueron del elemento Indio-In (el cual es un metal de punto de fusión de 160 °C aproximadamente), y se empleó la configuración mostrada en la figura 1. Las características corriente-voltaje fue la técnica empleada. Esta técnica consiste en suministrar corriente a través de dos contactos y medir la diferencia de potencial generada entre los dos contactos restantes.
Dada la configuración de la figura 1b, se procedió al estudio de los contactos de la siguiente manera:
- Una vez colocada la muestra en el porta muestra, se midieron las diferencias de potencial V21,34, V12,34, V32,41 y V23,41 con corriente directa, y V43,12, V34,12, V14,23 y V41,23 con corriente inversa, desde 2 hasta 10 mA.
- Se realizó una gráfica I en función de V, donde la variable independiente es la corriente I, y la variable dependiente es la diferencia de potencial V.
- Finalmente, se selecciona un valor de corriente en polaridad directa e inversa, que se encuentre en la región lineal resultante que se obtenga en las 8 gráficas I en función de V. Esto es, para la adquisición de la resistividad eléctrica del material.
Figura 3. Curva teórica de las características I-V, en polaridad directa e inversa.
3. Análisis y Resultados.
Según las configuraciones de los contactos se obtuvo una curva característica de I-V para la muestra Ag2PbTe3 en función de la temperatura desde 30 °C hasta 200 °C. A continuación se muestran según la figura 4 para T=40°C, la figura 5 para T=80 °C y la figura 6 para T=160 °C.
Figura 4. Características I-V para los contactos a 40°C.
Figura 5. Características I-V para los contactos a 80°C.
Figura 6. Características I-V para los contactos a 160°C.
En estos casos se observa la linealidad total de las curvas para cada combinación de contactos. Por lo que, se caracteriza a los contactos como contactos óhmicos, de manera que podríamos tomar cualquier valor de corriente-voltaje para la obtención de la resistividad eléctrica. Sin embargo, en otros casos suele observarse una linealidad parcial. Para estos casos el valor de resistividad es aplicable a sólo un valor de corriente-voltaje.
REFLEXIÓN
Debo destacar que soy un apasionado por la electrónica. No la he estudiado, pero sí he adquirido conocimientos a lo largo de mi carrera. Por eso, también me apasiona el estudio de las propiedades eléctricas de los materiales. Y la caracteristica Corriente-Voltaje es una técnica que nos permite obtener dichas propiedades.
Su estudio es de gran importancia, pues de ello se debe el buen funcionamiento de TODOS los dispositivos electrónicos. Hay un Experimento muy conocido que se basa en el cálculo del voltaje umbral de los diodos-LED's, en el cuál requerimos del empleo de las caracteristicas corriente-voltaje.
Con respecto a los contactos eléctricos, siempre se busca un contacto que ofrezca menor presencia que el material estudiado. Esto quiere decir que el contacto ofrezca menor resistencia eléctrica que el material. Cuánticamente, resulta en que sea mucho mas fácil desprender un electrón del contacto que del material. Por lo general, estos contactos son metálicos pero en ciertas ocasiones se emplean otros semiconductores para cumplir esta función.
Es gracias a 
Steemit es un blog, donde ustedes pueden compartir todas sus experiencias, escribir sobre ciencia no significa que estemos redactando un libro, una tesis, un informe, si no más bién se trata de compartir sus experiencias empleando un lenguaje natural que todos podamos entender y eso es lo que cada día intento hacer en esta plataforma.
Es grandioso en lo que se ha convertido STEEMIT para cada uno de nosotros. Y es por eso, que debemos valorar la interacción. Yo claro que seguiré los consejos de nuestro compañero. Así mismo, motivo a que cada uno pueda hacerlo. Recordemos que somos una pequeña comunidad que cada día está creciendo. Yo estoy contento de pertenecer a este grandioso grupo #stem-espanol.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.
[MARCO TEÓRICO] Contactos Óhmicos aplicados a estudios de Resistividad eléctrica de materiales Semiconductores.
[a] Lic. Daiver Juárez. Correo: daiverjuarez92@gmail.com - Usuario Steemit:
.[b] Dra. Flor Virginia Pérez. Correo: profa_fvp@gmail.com
[c] MSc. Emily Chavez. Correo: emilychavezrivas@gmail.com - Usuario Steemit:
.[1] van der Pauw, J. (1958). “A method of measuring specific resistivity and Hall Effect of discs of arbitrary shape”. Volumen 13. Eindhoven, Netherlands. Philips Research Reports. P.1-9.
[2] ASTM F76-08 International. (2011). “Standard Test Methods for Measuring Resistivity and Hall Coefficient and Determining Hall Mobility in Single-Crystal Semiconductors”. Pennsylvania, EEUU. P.1-7.
