變溫霍爾效應(yīng)實驗報告-文庫吧
2025-07-09 08:43 本頁面
【正文】 電子和空穴，電導(dǎo)率與導(dǎo)電類型和載流子濃度有關(guān)，當(dāng)混合導(dǎo)電時σ=nqμn+pqμp(4)其中n、p分別代表電子和空穴的濃度，q為電子電荷，μn和μp分別為電子和空穴的遷移率。半導(dǎo)體電導(dǎo)率隨溫度變化的規(guī)律可分為三個區(qū)域。圖3 半導(dǎo)體電導(dǎo)率和溫度關(guān)系l 雜質(zhì)部分電力的低溫區(qū)（B點右側(cè)）這一區(qū)域遷移率在低溫下主要取決于雜質(zhì)散射，它也隨溫度升高而增加。l 雜質(zhì)電離飽和的溫度區(qū)（A、B之間）雜質(zhì)已全部電離，但本征激發(fā)不明顯，載流子濃度基本不隨溫度改變，這時晶格散射起主要作用，導(dǎo)致電導(dǎo)率隨溫度的升高而下降。l 產(chǎn)生本征激發(fā)的高溫區(qū)（A點左側(cè)）3．霍爾效應(yīng)圖4 霍爾效應(yīng)示意圖霍爾效應(yīng)是一種電流磁效應(yīng)，當(dāng)樣品通以電流I，并加一磁場垂直與電流，則在樣品的兩側(cè)產(chǎn)生一個霍爾電位差：UH=RHIBd(5)UH與樣品的厚度d成反比，與磁感應(yīng)強(qiáng)度B和電流I成反比。比例系數(shù)RH叫做霍爾系數(shù)。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的霍爾系數(shù)符號不同，因此可以用來判斷半導(dǎo)體的類型。P型半導(dǎo)體：RH=（μHμP）1pq，(6)N型半導(dǎo)體：RH=（μHμn）1nq，(7)式中n和p分別表示電子和空穴的濃度，q為電子電荷，μP和μn分別為空穴和電子的導(dǎo)電遷移率，μH為霍爾遷移率，μH=RHσ（σ為導(dǎo)電率）。兩種載流子的霍爾系數(shù)假設(shè)載流子服從經(jīng)典的統(tǒng)計規(guī)律，在球形等能面上，只考慮晶體散射及弱磁場的條件下(μB?104，μ為遷移率，單位為cm2/(VS），B的單位為T )的條件下，對電子和空穴混合導(dǎo)電的半導(dǎo)體，可以證明RH=3π8pnb2p+nb2，其中b=μnμp。 P型半導(dǎo)體的變溫霍爾系數(shù)P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體的霍爾系數(shù)隨時間變化曲線對比圖5 P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體lnRH1/T圖 4．范德堡法測量任意形狀薄片的電阻率及霍爾系數(shù)。霍爾系數(shù)由下式給出R=dB?UPNI(8)式中B為垂直于樣品的磁感應(yīng)強(qiáng)度值。?UPN代表加磁場后P、N之間電位差的變化。5．實驗中的副效應(yīng)及其消除方法除了愛廷豪森效應(yīng)以為，采用范德堡法測量霍爾電壓時，可以通過磁場換向及電流換向的方法消除能斯特效應(yīng)和里紀(jì)勒杜克效應(yīng)
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