лаба 1 по полупроводникам Эффект Холла

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКЛЬТЕТ РАДИОФИЗИКИ И КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ

Лабораторная работа

«Изучение эффекта Холла»

Выполнили студенты

3 курса 3 группы

Яхно Алексей

Машлякевич Леонид

БГУ, 2014

Цель работы: изучение физической сущности эффекта Холла – одного из физических явлений в полупроводниках – и практическое усвоение методики определения электрофизических характеристик полупроводниковых материалов с помощью эффекта Холла.

Эффект Холла является одним из гальваномагнитных (то есть обусловленных одновременным действием электрического и магнитного полей) явлений в полупроводниках. Он широко применяется на практике (например, для измерения напряженности (индукции) магнитного поля с помощью так называемых датчиков Холла) и в научных исследованиях (для изучения процессов переноса носителей заряда в полупроводниковых материалах).

Проявление эффекта Холла связано с возникновением ЭДС (классический эффект Холла) либо тока Холла.

Сущность классического эффекта Холла заключается в возникновении ЭДС, называемой ЭДС Холла, в направлении, перпендикулярном направлению тока, протекающего через образец, и направлению действующего на образец магнитного поля. Впервые появление поперечной (холловской) разности потенциалов в образце, находящемся в таких условиях, было зарегистрировано Э. Холлом в 1879 году на тонких пластинах золота.

Рис.1. Схема стенда для изучения эффекта Холла





1 – блок измерений температуры, 2 – блок питания нагревателя, 3 – вольтметр, 4 – вольтметр, О – образец, ИП – источник питания образца, ДТ – датчик температуры, Н – нагреватель, К1, К2, К3 – переключатели, М – магнит.

Рис.2. Образец для холловских измерений.

Основные формулы для расчета:

Rср = =

n =

Таблица 1.Результаты измерений:

I, мкА

U1, мВ

U2, мВ

Uср, мВ

Rxn,

50

6,4

2,0

4,2

0,42

80

11,2

3,4

7,3

0,45

Исходные данные для расчета Rx, σ, μx, n.

Геометрические размеры образца:

длина l=10 мм,

ширина b=8 мм,

толщина a=1 мм.

Электрическое сопротивление образца:

Rобр=2,4 Ом

Магнитное поле:

Н=2000 Э,

B=0,2 Тл

Расчеты:

R1 = U10,42

R2 = U20,45

σ = = 520

n = =1,71*1019

= 0,226*103

Вывод: в ходе лабораторной работы мы изучили физическую сущность эффекта Холла – одного из физических явлений в полупроводниках – и практическое усвоение методики определения электрофизические характеристики полупроводниковых материалов с помощью эффекта Холла.