Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
Вконтакте Студентська консультація
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Вивчення ефекту Холла в напівпровідниках

Предмет: 
Тип роботи: 
Лабораторна робота
К-сть сторінок: 
4
Мова: 
Українська
Оцінка: 
Лабораторна робота
Тема: Вивчення ефекту Холла в напівпровідниках
 
Мета роботи: ознайомитися з одним із методів визначення концентрації вільних носіїв струму в напівпровідниках та встановити їх природу.
Прилади і матеріали: Установка для дослідження ефекту Холла в напівпровідниках.
 
Теоретичні відомості
 
Явище ефекту Холла полягає в тому, що в провіднику з струмом, розмішеному в зовнішньому магнітному полі, виникає електричне поле, напруженість якого перпендикулярна площині, в якій лежать вектори густини струму і індукції магнітного поля.
 
Використання ефекту Холла
 
1. Вимірюючи знак і значення постійної Холла (11), можна встановити тип носіїв заряду і їх концентрацію. Одночасно вимірюючи питому електропровідність, є можливість визначити цілий ряд фундаментальних характеристик напівпровідників: ступінь чистоти, енергію активації домішок і ширину забороненої зони, відношення рухливості дірок і електронів і їх ефективні маси.
2. Поява холлівської ЕРС використовується в більшості вимірювальних пристроїв і схем автоматики: в магнітометрах (для вимірювання індукції магнітного поля), струмомірах (для вимірювання сили струму, який протікає в кабелях), ватметрах, для перетворення постійного струму в змінний, генерування, модуляції і демодуляції електромагнітних коливань.
 
Хід роботи
 
1. Ознайомтесь з лабораторною установкою і приведіть її в робочий стан. При цьому кремнієвий напівпровідник розміщується між полюсами постійного магніту з індукцією, яка вказується на лабораторній установці. Там же ви знайдете розміри кремнієвого зразка.
2. Проведіть вимірювання холлівського струму для трьох значень струму через напівпровідник. Ці та інші необхідні параметри, які є на лабораторній установці, занести до таблиці.
 
Обробка експериментальних результатів
 
1. Для трьох значень струмів через напівпровідник розрахувати відповідні значення холлівської різниці потенціалів між точками (3, 6) напівпровідника, скориставшись законом Ома:
2. Скориставшись співвідношенням (10), обчислити значення сталої Холла. У цьому випадку:
3. середнє значення сталої Холла дає можливість визначити концентрацію носіїв струму в напівпровіднику:
4. Розрахувати значення питомої електропровідності напівпровідника. У цьому випадку:
де а, b, d – розміри кремнієвого зразка в м;
r1, 2 – опір зразка між точками 1 і 2.
5. Оцінити величину рухливості носіїв (наш напівпровідник має діркову провідність). Тому
де g – елементарний заряд;
n – концентрацыя носіїв.
 
Контрольні запитання
 
1. Електропровідність металів. Надпровідність, магнітні властивості надпровідників.
2. Енергетичні зони в кристалах, розщеплення енергетичних рівнів. Розподіл електронів по енергетичних зонах.
3. Валентна зона, зона провідності в металах, напівпровідниках і діелектриках.
 
Фото Капча