MP-4型质子磁力仪的基本原理和 *** 作方法

IGS-2/MP-4型质子磁力仪是一种带微机处理的高分辨率仪器，如图4-5-5所示。它能以0.1nT的分辨率进行地球总磁场和垂直梯度测量。它具有高梯度容限，能自动进行日变校正，在数据采集时，通过警告装置及报警信息能保证数据质量。它可以记录时间和实际坐标等，并能保存几天的数据。它是由探头、主机和电池盒组成。其主机可以为便携式、移动式、基点式通用。具有32字符液晶显示器，可选择自动和手动调谐的键盘。通过更改探头它能进行总场和垂直梯度场的测量。电池盒有多种电源可供选择。仪器精度:总场绝对精度，50000nT时，±1nT，全测程及温度范围内±2nT。该仪器主要用于矿产勘查，地质填图，日变观测，也可用于考古或海上打捞作业。

图4-5-5 MP-4型质子磁力仪外貌

(一)仪器的特点

·20～100knT的有效范围内0.1nT的分辨率

·总场和垂直梯度的测量

·高梯度容限:5000nT/m

·便携式，移动式和基点式用同一主机

·可选择自动或手动调谐的键盘

·不用外加微机进行自动日变校正

·借助键盘使 *** 作简单

·32字符液晶显示器

·警告装置及报警信息保证了数据质量

·适合于拉丁字母表示的任何语言

·可扩展的固态存储器可保存几天的数据

·记录实际坐标

·记录时间

·记录文件头信息

·记录辅助数据

·允许数据修改

·输出至通用打印机，调制解调器，磁带记录器和微型计算机

·直接在数字打印机上打印数据表格和剖面图

·按测网号、线号、点号组织数据而不考虑其读取的顺序

·有几种电源可供选择

·很宽的工作温度范围。

(二)仪器主机面板及电池盒简介

该仪器也是由探头，主机及电源三部分组成。这里主要介绍主机的前面板，后面板及电池盒。

1.前面板

前面板包括LCD显示，仪器 *** 作键盘和探头插座(图4-5-6)。

图4-5-6 MP-4型质子磁力仪前面板图

(1)显示器

显示器有32个字符，这就是说大部分情况下使用完整的单词，所以能够很容易明了其表示的内容而不必借助代码表。

现时数据总是出现在上面一行(Present)，而前一数据和取回的数据是出现在下面一行(Preceding)。

面板上缩写字“Batt”处，若电池电压太低的话，一个矩形符号将出现在显示器上。

显示器的32个字符排成两行，每行16个字符，例如，图4-5-7说明常用的数字显示是如何编制的。

图4-5-7 常用数据显示法

(2)键盘

MP-4的键盘包括十四个键，如图4-5-8所示。有数字键和命令键组成。多数键都具有双重功能以保持键盘紧凑。仪器的 *** 作和数字值的输入是借助于键盘，每个键的功能扼要地叙述如下。

图4-5-8 键盘

ON/OFF:开/关键

此键用来开、关仪器，若此键按至开状态，那么上次显示的内容将再现于窗口上，这是由于当关闭仪器时，仪器的状态是被保持着的，此键可用来关闭仪器，而且只有通过它“Recall(调用)”方式才可以被取消。

Record:记录键

按此键，测量值可输入存储器，但不包括“CYCLING”(循环)方式。在这种方式中每一测量值的记录是自动完成的。

Method:方法键

按此键可以立即显示仪器是否处于总场、梯度、基点或笔记本 *** 作方式。

Data:数据键

按此键可以读取测量值，而且测量时间将显示于显示器上。

▲Memory、▼Memory:存储器上行和下行键

这些键使存在存储器中的数据回到显示器来。

Line:线键

按此键是为了检查现有线号或从存储器中调出线号，上面的一行表示现有线号，而下面的一行表示取自存储器的线号。

▼、▲:上行、下行键

这些键完成两个功能:

1)上运行或下运行(简称滚动显示)数据或菜单

2)在取得一次测量后增至下一个线或点号。

Start/Stop:启动/停止键

此键有四种不同的功能:

1)启动或停止磁测

2)启动或停止将数据输出至通讯或记录设备

3)清除和检测存储器

4)启动编辑工作方式。

Station:测点键

按此键是为了检查现有测点号和存储器中相应于某一测量值的测点号，显示器将现有线号示于上面一行，而来自存储器的点号示于下面一行。

Info:信息键

本信息键的功能是:

1)了解存储器容量及电池电压

2)时间

3)各种各样的信息:除了磁力仪的测量值外，任意八条的数字信息可记录在Info中，如在每个测点上的高度，气候条件等。

Aux:辅助键

此键用于辅助方式，根据这种方式将完成下列功能:

1)初始化———在一天测量开始预置本仪器(如:输入参数、方式、线距等)

2)数据编辑———改正或更换存于存储器中的信息

3)数据输出———将数据传送至打印机或其他设备。

Change/Enter:更改/输入键

在MP-4中，此键提供三种功能:

1)为仪器接受一个信息变量做准备(更改功能)

2)使一种选择送入存储器(输入功能)

3)需要时，可用以转换某些键(指具有双重功能的键)的不同功能。这些键的上面一行是“命令”功能，下面一行是“数字”功能，如当显示器显示LINESEP100E和CHANGE:按CHANGE/Enter键，键便转换到它的下面一行即数字功能上，这样显示器上的数字便能改变。

(3)探头插座

用来进行总场、梯度、基点测量的探头经此插座连接到主机。

2.电池盒

MP-4的电池盒，不管是常用型还是可充电型，均可贴着后面板装进仪器(图4-5-9)。

图4-5-9 MP-4型质子磁力仪电池盒及充电器

电池盒借助于该盒两端的橡胶搭扣拉紧，该搭扣用手可方便地扣紧或松开。

在可充电电池盒的左端是一个用来把电池充电器连接到电池盒的插头，位于电池盒右边的琥珀色的灯亮了表示电池正在充电。

3.后面板(图4-5-10)

图4-5-10 MP-4型质子磁力仪后面板图

Power:电源

通过此插座电池盒接至主机并可任意方向插入。

Data Interface:数据接口

通过RS-232C串行接口接至打印机或其他通讯设备。

Reset:复位

在个别情况下，按什么键显示都不变，此时，按此键可恢复仪器工作，不会破坏测量值。

Heater:加热器(注:由于在我国境内极少用于-20℃以下，故未引进加热器装置)

加热器开关若设置的话，此键使加热器自动 *** 作。加热器用来在非常低的温度时防止液晶显示器结冰。在温度低于-20℃时，加热器自动开启。此开关戴有一小金属帽以防尘，用小改锥即能方便地开启。

Battery Selector:电池选择

此开关用来选择所用电池盒的类型。错误地置此开关将导致电池放电(不是电压太低就是太高)，且低压报警是错误的。此开关亦有一个用小改锥可撬开的金属帽。

Dessicant Chamber:干燥剂室

此容器中有一袋干燥剂以防止仪器因潮湿而失灵。该容器有一塑料盖能用改锥打开。

Strap Tabs:背带接头

此接头位于主机两侧，以连接背带。

(三) *** 作原理

*** 作者和仪器的对话借助于键盘和LCD显示器。系统受键盘输入的控制，在显示器上显示出可完成的动作或可供选择的方案， *** 作者从这些可供选择的方案中可以进行选择，一种错误的输入就导致相应的误差信息显示出来。

显示在显示器上的若干提示语句指示 *** 作者按规定的键，提示语句见表4-5-2。

表4-5-2 提示语句示例表

下面就 *** 作系统的软件结构作一介绍。

*** 作符输入称为指令，选择表称为菜单。指令可以由按某一键(如Start/Stop)直接输入。也可以通过系统提供的菜单款目选择(如清除存储器)。

因为LCD显示器仅能显示两行共32个字符，所以把各种各样的菜单好像编排在一个滚筒上，如图4-5-11所示。▼和▲两个键是 *** 作者通过一个表在两个方向上循环，最后回到起点。各个条目依次出现在显示器上。

图4-5-11 MP-4型质子磁力仪滚动指令示意图

菜单条目包括指令和初始化参数(即测网、线、点号等)。菜单由三级组成。系统的主要菜单(一级)包括辅助方式。它由键盘上的AUX键输入。一级菜单中还包括有与方法、点、线、数据和信息键有关的菜单。主菜单中的一个条款可以一直取到两个更远的级，或与它有关的附属菜单。从一级菜单中选择一个条款或许需要 *** 作员输入第二级、也许第三级菜单，才能完成键盘输入。例如，参看下列图表:

应用地球物理教学实习指导

如果从一级菜单(AUX方式)选择初始化方式且通过Change/Enter键输入，系统进入到二级菜单。上下旋转显示菜单条款，从这级菜单中选择测线方向需要从一个三级菜单中做进一步的选择。三级菜单通过Change/Enter键进入像前面那样滚动。按AUX键回到主菜单。

(四)MP-4质子磁力仪的 *** 作步骤

为使用方便和压缩内存空间，系统软件将仪器所具有功能(指令)汇集成一个指令表(又称菜单)，并根据需要分级，分为一、二、三级菜单固化于内存中供使用者选择(表4-5-3)。选择时可使用▲▼键从前往后或从后往前循环(称之滚动、前滚、后滚)，各条菜单条目就依次出现在显示屏上，这时可通过有关 *** 作变更和输入新的信息。

表4-5-3 MP-4质子磁力仪的系统菜单一、二、三级

续表

需要注意的是:一级菜单条目内容的变换是由AUX键进入和退出的，其一个条款还可延伸到二级和三级菜单中。但对二级或三级菜单内容的更改，则需先后两次按Change/Enter键来进入和输出的。

(五)野外工作探头的放置

为了进行最精确的磁测，探头必须在探杆上适当调节。探头适当的取向为主机提供了最大信号。

探头的定位取向决定于使用仪器的地理位置，本节中是将地球磁场划分为磁极区和赤道区“两线相交的夹角是±45°”探头一端的箭头视地理位置应当朝上，如图4-5-12所示。

图4-5-12 探头取向图

当使用梯度方式时，两探头应取向同一方向。

转动探头时，松开探杆上的黑色旋钮，调整好探头取向后，再拧紧。

电磁场以微特斯拉(千伽码)计的场强有45°倾角的等值线。在北半球，总场方向是向下的(正)，南半球是朝上的(负)。

为了避免地表磁性体带来的磁干扰，探头应尽量安装在加长的探杆上，且在测量期间应保持平稳。

若要更换探头上塑料盖的螺钉，必须用防磁的黄铜螺钉，磁性螺钉将影响仪器精度，并且导致显示“MESUREAGAIN”这一报警信号。

该仪器自动化程度高，性能好，但要掌握其整个 *** 作过程，需要按说明书一步步的去实践。

半导体是指一种导电性可受控制，范围可从绝缘体至导体之间的材料。无论从科技或是经济发展的角度来看，半导体的重要性都是非常巨大的。很多人一直有疑问，半导体材料有哪些? 半导体材料有哪些实际运用?今天小编精心搜集整理了相关资料，来专门解答大家关于半导体材料的疑问，下面一起来看一下吧!

一、半导体材料有哪些?

常用的半导体材料分为元素半导体和化合物半导体。元素半导体是由单一元素制成的半导体材料。主要有硅、锗、硒等，以硅、锗应用最广。化合物半导体分为二元系、三元系、多元系和有机化合物半导体。二元系化合物半导体有Ⅲ-Ⅴ族(如砷化镓、磷化镓、磷化铟等)、Ⅱ-Ⅵ族(如硫化镉、硒化镉、碲化锌、硫化锌等)、Ⅳ-Ⅵ族(如硫化铅、硒化铅等)、Ⅳ-Ⅳ族(如碳化硅)化合物。三元系和多元系化合物半导体主要为三元和多元固溶体，如镓铝砷固溶体、镓锗砷磷固溶体等。有机化合物半导体有萘、蒽、聚丙烯腈等，还处于研究阶段。

此外，还有非晶态和液态半导体材料，这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

　　二、半导体材料主要种类

半导体材料可按化学组成来分，再将结构与性能比较特殊的非晶态与液态半导体单独列为一类。按照这样分类方法可将半导体材料分为元素半导体、无机化合物半导体、有机化合物半导体和非晶态与液态半导体。

1、元素半导体：在元素周期表的ⅢA族至ⅦA族分布着11种具有半导性半导体材料的元素，下表的黑框中即这11种元素半导体,其中C表示金刚石。C、P、Se具有绝缘体与半导体两种形态B、Si、Ge、Te具有半导性Sn、As、Sb具有半导体与金属两种形态。

2、无机化合物半导体：分二元系、三元系、四元系等。 二元系包括：①Ⅳ-Ⅳ族:SiC和Ge-Si合金都具有闪锌矿的结构。

　　3、有机化合物半导体：已知的有机半导体有几十种，熟知的有萘、蒽、聚丙烯腈、酞菁和一些芳香族化合物等，它们作为半导体尚未得到应用。

　　4、非晶态与液态半导体：这类半导体与晶态半导体的最大区别是不具有严格周期性排列的晶体结构。

　　三、半导体材料实际运用

制备不同的半导体器件对半导体材料有不同的形态要求，包括单晶的切片、磨片、抛光片、薄膜等。半导体材料的不同形态要求对应不同的加工工艺。常用的半导体材料制备工艺有提纯、单晶的制备和薄膜外延生长。

半导体材料所有的半导体材料都需要对原料进行提纯，要求的纯度在6个“9”以上，最高达11个“9”以上。提纯的方法分两大类，一类是不改变材料的化学组成进行提纯，称为物理提纯另一类是把元素先变成化合物进行提纯，再将提纯后的化合物还原成元素，称为化学提纯。物理提纯的方法有真空蒸发、区域精制、拉晶提纯等，使用最多的是区域精制。化学提纯的主要方法有电解、络合、萃取、精馏等，使用最多的是精馏。由于每一种方法都有一定的局限性，因此常使用几种提纯方法相结合的工艺流程以获得合格的材料。

绝大多数半导体器件是在单晶片或以单晶片为衬底的外延片上作出的。成批量的半导体单晶都是用熔体生长法制成的。直拉法应用最广，80%的硅单晶、大部分锗单晶和锑化铟单晶是用此法生产的，其中硅单晶的最大直径已达300毫米。在熔体中通入磁场的直拉法称为磁控拉晶法，用此法已生产出高均匀性硅单晶。在坩埚熔体表面加入液体覆盖剂称液封直拉法，用此法拉制砷化镓、磷化镓、磷化铟等分解压较大的单晶。悬浮区熔法的熔体不与容器接触，用此法生长高纯硅单晶。水平区熔法用以生产锗单晶。水平定向结晶法主要用于制备砷化镓单晶，而垂直定向结晶法用于制备碲化镉、砷化镓。用各种方法生产的体单晶再经过晶体定向、滚磨、作参考面、切片、磨片、倒角、抛光、腐蚀、清洗、检测、封装等全部或部分工序以提供相应的晶片。

以上就是小编今天给大家分享的半导体材料的有关信息，主要分析了半导体材料的种类和应用等问题，希望大家看后会有帮助!想要了解更多相关信息的话，大家就请继续关注土巴兔学装修吧!

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