Электрометр из полевичка, и поле острия иглы Опции

[AndreyVN]

Фсем привет!

Народ, тут идейка шальная появилась, раскритикуйте пожалуйста.

Есть электрод (цилиндр Фарадея) на который попадает заряд. Чтобы измерить заряд, обычно делают каскад на полевичке с малой утечкой и интегратор. На выходе имеем потенциал пропорциональный заряду на цилиндре.

А что если... Оконечить цилиндр Фарадея острием, вблизи острия электростатическое поле усиливается, помещаем туда кристалик полевичка и измеряем сопротивление перехода. (Затвор полевика оборван, а переход находится в электростатическом поле иглы.)

Острие может иметь очень ввысокий "к-т усиления" поля, сам считал поле вблизи параболоида вращения, когда парабола схлопывается в прямую линию, к-т уходит в бесконечность. Правда, сильное поле сосредоточено в области порядка радиуса закругления острия, то есть, по мере заточки иглы придется уменьшать и размер кристалика полевика.

О чем хочу спросить.
1. Почему так не делают?
2. Где подводные камни?
3. Доводилось кому нибуть ковырять полевички и воздействовать на кристалл электростатикой?

[jartsev]

Фсем привет!

Народ, тут идейка шальная появилась, раскритикуйте пожалуйста.

Есть электрод (цилиндр Фарадея) на который попадает заряд. Чтобы измерить заряд, обычно делают каскад на полевичке с малой утечкой и интегратор. На выходе имеем потенциал пропорциональный заряду на цилиндре.

А что если... Оконечить цилиндр Фарадея острием, вблизи острия электростатическое поле усиливается, помещаем туда кристалик полевичка и измеряем сопротивление перехода. (Затвор полевика оборван, а переход находится в электростатическом поле иглы.)

Острие может иметь очень ввысокий "к-т усиления" поля, сам считал поле вблизи параболоида вращения, когда парабола схлопывается в прямую линию, к-т уходит в бесконечность. Правда, сильное поле сосредоточено в области порядка радиуса закругления острия, то есть, по мере заточки иглы придется уменьшать и размер кристалика полевика.

О чем хочу спросить.
1. Почему так не делают?
2. Где подводные камни?
3. Доводилось кому нибуть ковырять полевички и воздействовать на кристалл электростатикой?

То что площадь затвора должна бы малой это одно,
и второе, расстояние до проводящего канала тоже должно быть нанометры, что бы конкурировать с заводским исполнением
И в третьих, чем вас обыкновенный электрометр не устраивает? Естественно на операционнике

[AndreyVN]

То что площадь затвора должна бы малой это одно,
и второе, расстояние до проводящего канала тоже должно быть нанометры, что бы конкурировать с заводским исполнением
И в третьих, чем вас обыкновенный электрометр не устраивает? Естественно на операционнике

В первую очередь чувствитльность, фиг его знает какая она окажется в моем случае. Заманчиво то, что усиление вроде как без шума оказывается. Какие шумы у острия иглы?
Помимо этого, в моем случае можно включиться по мостовой схеме и работать на переменке, дрейф нуля, думаю, выйграет по сравнению с обычным электрометром.
Еще, заряд измеряется практически напрямую, без интегрирования, линейность тоже должна улучшиться.

В литературе встречается упоминание про электрометры, с чувствительностью 1 e, любопытно, справедливы зконы электростатики (ур-е Лапласса, например) для одного электрона? Распределение заряда - вроде как эффект коллективный.


А в технике полупроводников иголочки не используют? Или не могут, поскольку по технологии не получается?

[jartsev]

В первую очередь чувствитльность, фиг его знает какая она окажется в моем случае. Заманчиво то, что усиление вроде как без шума оказывается. Какие шумы у острия иглы?

Те же самые что у резистора

А в технике полупроводников иголочки не используют? Или не могут, поскольку по технологии не получается?

Используют ессно, правда не для затворных целей
кантелевер имеем остриё с атомарным радиусом наприер

а для тестирования бескорпусных полурповодниковых приборов в нашем СОРАН используют совсем толстые иголочки в 7 мкм

[AndreyVN]

Те же самые что у резистора

Не факт.
Тепловые шумы появятся в системе электрод - изолятор, токи утечки. Если у идеализированного острия нет диссипации энергии, шумов не будет, а усиление - будет.

кантелевер имеем остриё с атомарным радиусом наприер

Тунельная микроскопия конечно "в тему", но я про полупроводники спрашивал.

а для тестирования бескорпусных полурповодниковых приборов в нашем СОРАН используют совсем толстые иголочки в 7 мкм

А что тестируете, электрическую прочность? Если да, не интересно.
Вопрос, почему бы не применить известный эффект усиления поля для измерительных целей, например, в цепи изолированного затвора.

[jartsev]

Не факт.
Тепловые шумы появятся в системе электрод - изолятор, токи утечки. Если у идеализированного острия нет диссипации энергии, шумов не будет, а усиление - будет.

Может я физику подзабыл, но всегда считал что джонсоновский шум проявляется в объёмном проводящем материале, контакт ему не обязателен.
А вот 1/f как раз тянется к контакту, и не обязательно к системе металл-диэлектрик, хватит любого контакта с потенциальным барьером.

А что тестируете, электрическую прочность? Если да, не интересно.

Нет, банально ВАХ структур малых размеров. Позиционируем под микроскопом.

Вопрос, почему бы не применить известный эффект усиления поля для измерительных целей, например, в цепи изолированного затвора.

Во первых зачем ?, Во вторых если и надо зачем то мороки не оберешься.

И опять таки настаиваю, что INA128 решит подавляющее большинство задач такого рода.
Если измеряемые токи меньше входного тока этого ОУ (там что то вроде 50 fA), ставим электронный умножитель (Burle Tech) и регистрируем элементарные заряды.

Сообщение отредактировал Ярцев А.В. - Jun 9 2009, 06:59