ICS 19 A 21
团体标准
T/GDASE00102020
石墨烯薄膜电子迁移率的测定
Determination of electronic mobility of graphenefilm
2020-06-01发布
2020-06-01实施
发布
广东省特种设备行业协会 T/GDASE 0010—2020
目 次
前言 1范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4原理 5试验设备与仪器 6实验步骤.. 7试验结果 8精密度.. 9试验报告
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.. 1
..3
4 T/GDASE 0010—2020
前言
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由广州特种承压设备检测研究院提出，由广东省特种设备行业协会归口。 本标准起草单位：广州特种承压设备检测研究院、广州奥翼电子科技股份有限公司、中山大学、广
州新地科技有限公司、广东猎奇高科技股份有限公司。
本标准主要起草人：王伟雄、刘斌、王喜杜、尹宗杰、李光琴、吉英爱、楚彪、熊磊、何立粮、黎佩珊、黄国家、张永红、徐岩岩、王禹舟。
本标准为首次发布。
II T/GDASE00102020
石墨烯薄膜电子迁移率的测定
1范围
本标准规定了石墨烯薄膜霍尔系数、电子浓度、电子迁移率、电阻率的测定方法。 本标准适用于二维石墨烯薄膜样品，其它二维导电薄膜的霍尔系数、电子浓度、电子迁移率、电阻
率测定可参照执行。
规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T30544.13-2018纳米科技术语第13部分：石墨烯及相关二维材料 GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定
3术语和定义
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GB/T30544.13-2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
电阻率 区resistivity 材料内平行于电流方向的电势梯度与电流密度之比，又称体电阻率，单位为(2·m)，常用单位为
(2.cm)。 3. 2
霍尔电场 hallelectricfield 在石墨烯薄膜上同时加上互相垂直的电场和磁场时，试样中的电子在与外加电场和磁场都垂直的方
向上偏转而建立的电场。 3. 3
霍尔系数 hallcoefficient 霍尔电场对电流密度和磁通密度之积的比，单位为（cm3/C）。
3. 4
电子浓度 Eelectronconcentration 单位体积电子的数量，单位为（cm3）。
3.5
电子迁移率electronmobility
1 T/GDASE00102020
4.4电子迁移率
石墨烯薄膜的电子迁移率邮与霍尔系数之间存在如下关系：
[Ral p
HH
.. (4)
式中： MH—电子迁移率，cm2-V-1.s-l; RH——霍尔系数，cm3/C; p—电阻率，2.cm。
5试验设备与仪器
5.1游标卡尺
最小刻度0.01mm。 5.2真空干燥箱
控制温度为室温~200℃，控温精度不低于土2℃，真空度<133Pa。 5.3数字万用表
电阻档精度不低于±（1.2%十2）。 5.4霍尔效应测定仪
霍尔效应测定仪应能满足以下条件： 5.4.1能够提供不低于1T的磁场，磁场不均匀性≤1%。 5.4.2配备变温系统：低温区可以至80K，高温区不低于700K，温控精度优于0.1K。 5.4.3电子浓度测试范围：107cm3~1020cm*3；电子迁移率测试范围：1cm2.V-1.s-1~2×10°cm2.V-1.s-；电阻率测试范围：10-Q2·cm~1072-cm。 5.4.4设备软件具有欧姆接触测试功能，可自动测定霍尔系数、电子浓度、电阻率、电子迁移率等参数。
6字 实验步骤
6.1样品预处理 6.1.1石墨烯生产单位提供石墨烯薄膜厚度，或者使用原子力显微镜等仪器测定石墨烯薄膜的厚度。 6.1.2无衬底薄膜样品需转移至具有SiO2绝缘层的正方形硅片上，有衬底的薄膜样品需加工成正方形。正方形的边长为10mm±0.5mm。 6.1.3将四根漆包铜丝分别去掉两端包漆，用作测试引线，将其一端用导电银浆对称粘附在样品的四个角或边。 6.1.4将处理后的样品在真空干燥箱中105℃下干燥30分钟，取出后于干燥器中冷却至室温待用。 6.1.5使用数字万用表的电阻档分别测试样品两对侧电极，若多个电阻档的电阻值均保持一致，则为欧姆接触，若未形成欧姆接触需要拿新样品重新焊接
3 T/GDASE00102020
6.2试验准备 6.2.1将四根铜引线的另外一端焊接至试样架上，具体接线按照仪器使用说明进行。 6.2.2将样品区域放在电磁铁中心区域，使磁场垂直于样品主表面。 6.2.3试样架接上高低温真空腔的外腔体，利用真空泵接口连接真空泵和高低温真空腔，并抽真空，待腔体内部接近真空后再断开真空泵连接，并拧紧真空阀，保证腔体真空度。 6.3样品测试 6.3.1输入控制电流、磁场大小和样品厚度三个基本参数；控制电流通过欧姆接触测试获得：输入起始电流0.01mA和截止电流0.5mA~1mA，得到电流电压关系曲线，则曲线线性区间的任一电流均可作为控制电流；磁场大小选择500mT；样品厚度按照6.1.1结果输入。 6.3.2根据仪器操作说明，分别测定霍尔系数、电子浓度、电阻率、电子迁移率等参数 6.3.3按照6.3.2步骤再测定两次，记录并保存所测定的数据。
7试验结果
分别取霍尔系数、电子浓度、电阻率、电子迁移率三次测试结果的算数平均值作为最终结果，数值按照GB/T8170-2008进行修约。
8精密度
8.1重复性
由同一操作者在同一实验室及短时间隔内对试样进行试验，在95%的置信度下，试验结果之间的差异不超过其平均值的10%。
8.2再现性
由不同的操作者在不同实验室内对同一试样进行试验，在95%的置信度下，试验结果之间的差异不
超过其平均值的10%。
9试验报告
试验报告应包括以下内容： a) 本标准编号： b) 试样代号和标志； c) 送样单位和人员； d) 使用仪器型号及试验条件： e) 测试温度、控制电流、磁场大小和样品厚度： f) 试验结果； g) 试验人员。
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