图2
用润湿角测量仪可以很方便地测出润湿角。方法有两种： 方法一：
如图3所示，O点为定分划板圆刻划中心，使液滴一端边缘和定分划板刻度中心O点重合，再使动分划板的刻线通过O点并和液滴边缘相切，则动、定分划板之间的夹角θ就是所要测的润湿角。
图3
方法二：如图4所示：
图4
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若只用动分划板的移动和转动测出2r和h，通过计算可得到要测的润湿角θ。 若测2r则将动分划线与被测液滴边缘相切如图5所示，转动测微目镜鼓轮1(图1)，直至动分划线与液滴的另一边缘相切，如图6所示，记下测微目镜所走的距离，即为2r（鼓轮再转动一格值为0.01mm）。
图5 图6
测h时则先松开固定手轮3（图2），将测微目镜旋转90o用上述同样方法测出。 当润湿角θ为锐角时，tg?2?hr；
?h?r?? r??当润湿角θ为钝角时，??90?arcsin?[实验内容、要求]
运用两种方法测定润湿角。 液体：水、乙醇、硅油；
固体：铝片、铜片、玻璃
（1） 仪器应放在牢固、平稳、无震动的工作台上。通过调平手轮5（图1）使
圆水准器9（图2）气泡居中。接通电源（切记照明光源插在可调变压器上，不得直接插入220伏的电源），使光线照亮样品盒的长方形玻璃窗上，高、低通过固定手轮6（图2）进行调节。
（2） 液滴滴在样品盒中靠近照明光源的一侧，利用调焦手轮2（图1）和纵、
横向升降手轮，使液滴清晰的成像在目镜分划板上。如液滴和固体的接触线与定分划板（图7）水平线不重合，可通过固定首轮3（图2）进行调节，并使液滴一端边缘与定分划板刻度中心重合，使动分划板做线性移动，用转动首轮2（图2）使动分划板旋转。
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图7
完成上述调整后即可进行测量，注意：对于水滴测量时间不要超过1分钟；对油滴直径在1－2mm为宜，时间不超过3分钟。
（3）测量2r和h，则用转动手轮2（图2）和测微鼓轮1（图1）如图7所示测
量。
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实验四 四探针法测量半导体电阻率
半导体材料的电阻常用四探针法来测量。SDY-4型四探针测试仪是根据单晶硅物理测试方法国家标准并参考美国A.S.T.M标准设计的，专用于测试半导体材料电阻率及方块电阻（薄层电阻）的专用仪器。仪器以大规模集成电路为核心器件，应用了模拟和数字电子技术。具有功能选择直观、测量取数快、精度高、稳定性好、易操作等特点。 [实验目的]
1、了解四探针法测量半导体材料电阻的测量原理； 2、运用四探针测试仪测量半导体材料的电阻率 [实验装置]
SDY-4型四探针测试仪一套，薄片硅材料 [实验原理] 1、基本原理
半导体材料的电阻常用四探针法测量。测量时使用相距约1mm的四根金属探针同时与样品表面接触，通以恒流源给其中两根探针(如1、4)通以小电流使样品内部产生压降，并以高输入阻抗的直流电位差计或数字电压表来测量其他的两根探针(如2、3)的电压，然后计算材料的电阻率??CU23I，式中U23为2、3两探
针间的电压，C为该测法的探针系数(cm)。测量的简单装置和原理如图1所示。 1 2 3 4 电位差计 1 恒流源 2 r12 3 r34 4 r13 r24 (a)装置 (b)点电流源 (c)探针排列
图1
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测量时四个探针间距不等地排列在一直线上（外侧两根为电流探针，内侧的为电压探针），测量原理为：
设有一均匀的半导体试样，其尺寸与探针间距相比可视为无限大，探针引入点电流源的电流强度为I。因均匀导体内恒定电场的等位面为球面，故在半径为
2r处等位面的面积为2?r，则电流密度为j?I2?r2。由欧姆定律的微分形式可
I?2?r得电场强度为E?j??j??I?2?r2，因此距点电荷r处的电位为V?。
显然，半导体内各点的电位应为电流探针分别在该点形成电位的矢量和。通过数学推倒可得四探针法测量电阻率的普遍公式为：
?1111??2??????rr24r13r34?12?????1?????1U23I （1－1）
?1111???式中C?2???rr24r13r34?12为探针系数，r12,r24,r13,r34分别为相应探针的间
距。
若四探针处于同一平面的同一条直线上，其间距分别为S1、S2、S3，则（1－1）式又可写成
?1111????2??????SS2?S1S2?S3S3??1??1U23I （1－2）
当S1＝S2＝S3＝S时，（1－2）式可简化为??2?S距四探针法测电阻率的公式。
U23I，这就是常用的直流等间
若令I?C?2?S，即流过探针1、4的电流数值上等于探针系数，则?＝U23，即从探针2、3上测得的电压在数值上就直接等于试样的电阻率。 2、测量原理
根据测量方式和样品的尺寸不同，可分别按以下公式计算样品的电阻率或方块电阻：
A. 薄圆片（厚度≦4 mm ）电阻率：
??V/I ?F ?D/S ??F ?W/S ??W ?F s p
15
??cm ?1?