變溫霍爾效應(yīng)(已修改)
2025-07-30 14:32 本頁面
【正文】 變溫霍爾效應(yīng) 中國科技大學 軒植華 ? 1879年，霍爾 ()在研究通有電流的導體在磁場中受力的情況時，發(fā)現(xiàn)在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生了電動勢，這個電磁效應(yīng)稱為 “ 霍爾效應(yīng) ” 。 ? 1985年德國克利青發(fā)現(xiàn)量子霍耳效應(yīng)獲得諾貝爾獎。 ? 1998年普林斯頓大學的崔琦、斯坦福大學的Laughlin，哥倫比亞大學的 Stormer 因研究量子霍爾液體獲得諾貝爾獎。 ?半導體是指具有中等程度導電性的材料，其電導率一般在 ?金屬是指良導體，電導率的量級 ?絕緣體是指具有極低電導率的材料 ? ?1710 ??? m? ? 146 10~10 ?? ?? m? ? 12022 10~10 ??? ?? m? 在相同電流強度和磁感應(yīng)強度的條件下，半導體材料的霍耳效應(yīng)比金屬大多個數(shù)量級左右。這是因為半導體的載流子濃度比金屬的自由電子濃度要小許多數(shù)量級。因此，在半導體和金屬中要得到相同電流強度，半導體載流子的速度就要大許多。而速度大，所受的洛倫茲力就大，與之相平衡的靜電力就大，所以霍耳效應(yīng)就大。 ? 半導體的電導率介于導體和絕緣體之間。以室溫下的銅和硅為例，后者小 13個量級。 且金屬電阻隨溫度增加而增加，半導體則隨溫度增加減小，即溫度越高，導電性越好。 ? 利用霍爾效應(yīng)，可以確定半導體的導電類型和載流子濃度，利用霍爾系數(shù)和電導率的聯(lián)合測量，可以用來研究半導體的導電機構(gòu)(本征導電和雜質(zhì)導電 )和散射機構(gòu) (晶格散射和雜質(zhì)散射 )，進一步確定半導體的遷移率、禁帶寬度、雜質(zhì)電離能等基本參數(shù)。 ? 在絕對零度條件下，半導體的電子全部束縛在原子上，能量低，處于價帶。溫度升高時，部分電子由于熱運動，脫離原子的束縛，進入導帶。所以溫度升高，半導體的電導率升高。 ? 而金屬溫度升高導致電子與原子以及電子與電子的碰撞加劇，電導降低，電阻增加。 ?根據(jù)霍爾效應(yīng)原理制成的霍爾器件，可用于磁場和功率測量，也可制成開關(guān)元件，在自動控制和信息處理等方面有著廣泛的應(yīng)用。 實驗?zāi)康? ? 1. 了解半導體中霍爾效應(yīng)的產(chǎn)生原理，霍爾系數(shù)的意義及其副效應(yīng)的產(chǎn)生和消除； ? 2. 掌握利用霍爾效應(yīng)測量材料的電輸運性質(zhì)的原理和實驗方法； ? 3. 驗證碲鎘汞單晶樣品 P型導電到 N型導電的轉(zhuǎn)變。 ? ，測量溫度變化對霍爾效應(yīng)的影響。 ?沒有人工摻雜的半導體
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