La determinación de la resistividad eléctrica en materiales
# La resistividad eléctrica
**Giovanni Marín** 
17 de Junio de 2020
Saludos mis estimados amigos de la comunidad científica de habla hispana ***STEM-Espanol***
El estudio de las propiedades eléctricas de los materiales semiconductores constituye una parte esencial a la hora de establecer las aplicaciones que tendrá el material que estemos analizando, así que en esta publicación trataré el tema de la **resistividad eléctrica** considerando la forma geométrica del material y de las técnicas disponibles para este tipo de estudio experimental.
Cuando usamos el **Método de 4 puntas colineales** procuro tener una *fuente de corriente variable* entre 1 picoamperio y 2 amperios, independiente del voltímetro, ya que me permite desechar cualquier error humano al confundir las lecturas que se presentan en un equipo que funciona como fuente y medidor al mismo tiempo, como es el caso del [Keithley 2410 1100V SourceMeter](https://www.matsolutions.com/Portals/0/Product%20documents/Keithley%20Instruments/2410-C/2410-C%20User%20Manual.pdf), donde se puede variar la corriente de entrada manualmente y digitar el valor del voltaje entre los 2 contactos internos. Como vemos en las fotografías de arriba, el método es aplicable a muestras semiconductoras en películas delgadas y en obleas, por lo que obtendríamos la resistividad superficial o volumétrica del material en estudio.
Con esta configuración podemos calcular la resistividad eléctrica ρ[Ω·cm], definida como la relación del gradiente de potencial creado por el campo eléctrico y la densidad de corriente que circula a través del material, considerando el factor geométrico del área transversal y distancia entre los contactos. Esta metodología es muy práctica y los valores calculados son más precisos, ya que toma en cuenta los factores de corrección geométrica debido al espesor, diámetro de la oblea y separación de las puntas de contacto.
**IMPORTANTE:**
En todas las mediciones se debe contar con una fuente de corriente estable, los contactos deben ser lo más puntuales posibles, yo utilicé unas esferas de Indio y las corté a la mitad para soldarlas sobre los lados del semiconductor. Los alambres de contacto son de Cobre con 4N de pureza, aunque en estos 2 ejemplos usé hilo de Oro con la muestra montada sobre baquelita perforada.
**Equipamiento:**
En estas fotografías les muestro las diferentes configuraciones que he usado tomando en cuenta los distintos ASTM asignados para las medidas de resistividad eléctrica en semiconductores:
Cuando las mediciones son a temperatura ambiente se hace circular corriente eléctrica y se mide el voltaje entre los contactos, luego se cambia el valor de la corriente y se mide el voltaje correspondiente. Se debería graficar V en función de I para obtener una línea recta con pendiente igual a R, la resistencia del material y multiplicarla por el factor geométrico para determinar la ***Resistividad*** del material a temperatura ambiente. A medida que aumentamos la corriente eléctrica, los valores de voltaje son más precisos y por eso observamos una pequeña diferencia en la resistividad que posteriormente se estabiliza en 0,60 (ohm.cm)
Si colocamos la muestra dentro de un crióstato y controlamos la variación de temperatura, podemos obtener la dependencia de la ρ en función de la T para determinar la energía de activación de los niveles aceptores o donores.
Si colocamos la muestra dentro de un crióstato y controlamos la variación de temperatura, podemos obtener la dependencia de la ρ en función de la T para determinar la energía de activación de los niveles aceptores o donores.
En esta muestra en particular, la resistividad es muy alta en comparación con otros compuestos con vacancias ordenadas, posiblemente debido a la baja concentración de portadores de carga que caracterizan a este material.
**Referencias de interés:**
1. S. M. Wasim, G. Marín, C. Rincón, G. Sánchez Pérez and A. E. Mora. Urbach’s tails in the absorption spectra of CuInTe2 single crystals with various deviations from stoichiometry. Journal of Applied Physics, 83 (6), 3318-3322, 1998.
2. G. Marín, S. M. Wasim, G. Sánchez Pérez, P. Bocaranda and A. E. Mora. Characterization of CuInTe2 grown by the tellurization of Cu and In in liquid phase. Institute of Physics Conference Series, 152, 143-146, 1998.
3. Giovanni Marín, Syed M. Wasim, Gerardo Sánchez Pérez y Andrés Eloy Mora. Caracterización estructural y de composición del CuInTe2 obtenido por la técnica de evaporación de Te. CIENCIA, 6 (2), 129-137, 1998. Revista Científica de la F.E.C. La Universidad del Zulia.
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