Задача з'єднання з землею через невеликі опори обох контурів розв'язується в схемі, зображеній на мал. 3.7. Від схеми мал. 3.4 вона відрізняється наявністю ще одного потенціометра П2 і двома нульовими приладами Э1 і Э2, в якості яких використані електрометри. Змінюючи напруги на потенціометрах П1 і П2, можна добитися нульових показів обох приладів Э1 і Э2. В такій ситуації напруга на потенціометрі П1 рівна падінню напруги між зондами, знаючи яке можна по формулі (3.8) визначити величину . Роль потенціометра П2 зводиться до того, що через його внутрішній опір заземляється контур вимірювання напруги між зондами.

Схема з двома потенціометрами менш схильна до наведень, чим схема з одним потенціометром. З її допомогою вдається без екранування виміряти питомі опори до 1012 Ом * см.

Двухзондовий метод широко застосовується при дослідженні властивостей напівпровідникових матеріалів. Вимірювання питомого опору цим методом сумісне з вимірюваннями е. р. с. Холла, які будуть розглянуті в гл. 4, широко використовуються для визначення типу провідності напівпровідника, концентрації в ньому носіїв заряду і їхньої рухливості.

3.3. Однозондовий метод вимірювання питомого опору

Схема однозондового методу вимірювання (мал. 3.8) виходить з схеми двохзондового, зображеного на мал. 3.4, якщо одну з клем потенціометра з'єднати з струмопровідним контактом. Встановлюваний на поверхні зонд 3 зроблений рухливим, тобто відстань хз від струмопровідного контакту К1 до нього можна змінювати. Провівши зміну падіння напруги між контактом К1 і цим зондом при двох значеннях відстані хз1 і хз2, можна визначити величину питомого опору по формулі

. Вплив опорів контактів на результати такого вимірювання питомого опору буде таким же, як і у разі вимірювань двухзондовим методом.

Дану схему можна використати для перевірки однорідності зразка, визначення в неоднорідному по довжині зразку залежності питомого опору від х, перевірки омічності контактів і визначень величини опорів струмопровідних контактів. Можливі типи залежності > від х показані на мал. 3.9. Їхнє диференціювання дозволяє по формулі

(3.14)

визначити в різних точках зразка.

Залежність 1 відповідає однорідному зразку з опором контакту RК1 = 0 - омічним контактом; залежність 2 - неоднорідному зразку з таким контактом. Стрибок напруги UKl при х = 0 на залежності 3 обумовлений падінням напруги на контактному опорі RК1 (див. еквівалентну схему зразка на мал. 3.5). Його величина RKl = UKl /I./ Товщина шаруа, що обумовив виникнення цього опору, мала і за допомогою зонда «промацати» розподіл в ньому опору не вдається. Залежність 3 відповідає однорідному зразку з неомічним контактом К1, 4 - неоднорідному зразку з таким же контактом К1.

Вся залежність на мал. 3.9 відповідають зразкам з омічними контактами К2 при х = а. Якщо цей контакт неомічний, то при х = а буде спостерігатися стрибок напруги.

Розглянемо інші способи перевірки омічності контактів. Опір зразка між струмопровідними контактами підсумовується з опору його об'єму і опорів цих контактів. Відповідно при протіканні струму падіння напруги на зразку підсумовується з падінь напруги на опорі об'єму зразка і опорах контактів, які частіше всього обумовлюють запірні шари з нелінійними вольтамперними характеристиками. У зв'язку з цим про тип контактів часто судять по вольтамперній характеристиці зразка, вважаючи, що лінійна характеристика відповідає омічним контактам або неомічним, але з опором, набагато меншим опору об'єму зразка.

Більш певний висновок про тип контакту можна зробити, використавши схему мал. 3.8. Якщо встановити зонд в безпосередній близькості від контакту, щоб опір ділянки зразка між зондом і контактом був малий, то лінійна залежність напруги між зондом і контактом від струму через зразок буде свідчити про омічність контакту.

Деякі висновки про тип контактів до зразка можна зробити з вимірювань більш простих, ніж розглянуті. Зміряємо і порівняємо опори зразка при двох напрямах протікаючого через нього струму. Якщо ці опори не рівні, то в одного або обох контактів має місце запірний шар. Рівність опорів, проте, однозначно не означає, що контакти омічні, оскільки вона може виконатися і у разі однакових вольтамперних характеристик запірних шарів під обома контактами. Як і у випадку, розглянутому вище, більш точний висновок можна зробити, використовуючи схему мал. 3.8. Якщо напруги між зондом, встановленому біля одного з контактів, і цим контактом при протилежних напрямах струму однакові, то контакт омічний. При цьому відзначимо, що контакт, який можна вважати омічним при одному значенні протікаючого через нього струму, може бути неомічним при іншому значенні.

Слід особливо підкреслити, що контакт може володіти підвищеним опором, не залежним від величини протікаючого через нього струму. Таку неомічність може виявити тільки перший з описаних способів в якому знімається розподіл потенціалу уздовж зразка, а інші способи для цього непридатні.

Якщо необхідно визначити потенціали різних точок зразка, не приводячи в зіткнення з ним зонд, застосовується вібруючий ємкісний місткості зонд. Схема відповідної експериментальної установки зображена на мал. 3.10. Над поверхнею зразка, не торкаючись її, розташований зонд С, вібруючий з частотою . При цьому

(3.15)

де - відстань між нижньою поверхнею зонда і поверхнею зразка; - середнє значення; - амплітуда коливань; t - час. Вібрацію можна здійснити, наприклад, закріпивши зонд на катушці динаміка, по якій проходить струм з частотою . Між зондом 3 і контактом К1 включені опори R1 і потенціометр П. Поверхню зонда і лежачу під нею частину поверхні зразка можна розглядати як поверхні обкладок плоского конденсатора з ємкістю С3. Якщо набагато