Fireledermåling

Fireledermåling, også kaldet fireledermåling i litteraturen, er en metode til at bestemme elektrisk resistivitet og modstand hos flader og små prøver ved hjælp af fire sonder i et lineært arrangement. Metoden reducerer effekten af kontaktmodstand ved at måle spænding mellem de midterste to sonder, mens strøm føres gennem de ydre to sonder. Den anvendes især til tynde film og flade materialer, hvor kontaktmodstand ellers ville forstyrre målingen.

Princippet bygger på fire-elektrodemåling: en konstant strøm injiceres gennem de ydre to sonder, og spændingsfaldet måles af de midterste to sonder. For et homogent, uendeligt ark giver forholdet V/I en geometrisk faktor, der konverterer målingen til sheet resistance Rs. For fire jævnafstandssonder på en stor flade er Rs = (π / ln 2) · (V/I) ≈ 4,532 · (V/I). For tynde film er ρ = Rs · t, hvor t er filmens tykkelse.

Proceduren kræver tilstrækkelig kontakt til overfladen og en kendt afstand mellem sonderne. Sondens placering udføres ofte i en lige linje med konstant intervall, og overfladen renses for at sikre stabil kontakt. Strømmen holdes lav for at undgå varmeeffekter, og temperaturkontrol kan være nødvendig, da resistiviteten ændrer sig med temperatur. Målingen ledsages af korrigeringer for kant- og tykkelseseffekt ved ikke-uendelige eller mønstertprøver.

Anvendelserne omfatter måling af resistivitet i metalliske tynde film, halvledere, grafen og andre belægninger samt kvalitetsvurdering af belægninger og kontaktmodstand i elektroniske komponenter. Metoden bruges bredt i forskning og produktion, hvor hurtige, ikke-destruktive vurderinger af ledningsevne og ensartethed er værdifulde.

Fordele ved fireledermåling er at kontaktmodstand ikke direkte bidrager til resultatet, derfor bedre stabilitet ved måling af højt ohmiske prøver, og det giver relative mål for resistivitet. Begrænsningerne omfatter antagelsen om homogene prøver og kendte geometri, risiko for fejl på ujævn overflade, og at metoden kræver passende sonderafstand og kalibrering.