VierPunktMessung

Vierpunktmessung ist ein Messverfahren zur Bestimmung des elektrischen Widerstands einer Probenoberfläche oder eines dünnen Films, bei dem vier Kontakte verwendet werden. Zwei äußere Kontakte führen einen konstanten Strom zu, zwei innere Kontakte messen die resultierende Spannung. Dadurch wird der störende Einfluss des Kontaktwiderstands an den äußeren Kontakten auf den gemessenen Widerstand weitgehend eliminiert.

Prinzipiell ergibt sich aus dem gemessenen Quotienten V/I der Widerstand der Probenstelle, wobei der gemessene Wert von der Geometrie der Probe abhängt. Bei dünnen Filmen oder Oberflächen lässt sich der gemessene Widerstand mit einem Geometrie-Faktor in Beziehung zum materialbezogenen Widerstand setzen; üblicherweise wird zwischen Widerstand, Blattspezifischem Widerstand oder Leitwert der Probe unterschieden. Der Geometrie-Faktor hängt vom Anordnungstyp (z. B. linearer Vier-Punkt-Anordnung), dem Abstand der Kontakte und der Probengeometrie ab. In der Praxis werden oft mehrere Abstände verwendet, um die Geometrie zu kalibrieren oder auszunutzen.

Typische Anwendungen erstrecken sich auf die Messung der Oberflächen- oder Dünnfilm-Widerstände in Materialforschung, Halbleitern, Metall- und Oxidschichten sowie in der Qualitätskontrolle von Leiterplatten und Solarzellen. Vorteile der Vierpunktmessung sind die Minimierung des Kontaktwiderstands sowie eine relativ einfache Umsetzung bei empfindlichen oder hochzuschätzenden Proben.

Wichtige messtechnische Aspekte umfassen eine saubere Kontaktierung, kontrollierte Anpresskraft der Kontakte, Oberflächenzustand, Temperaturstabilität und Kalibrierung der Geometrie-Faktoren. Grenzen ergeben sich aus der Annahme homogener Proben, endlichen Abmessungen und Edge Effects; bei komplexen Strukturen oder größerer Heterogenität ist eine alternative Methode oder eine Ergänzung (z. B. Van-der-Pauw-Methode) sinnvoll.