變溫霍爾效應實驗報告-資料下載頁
2025-07-24 08:43本頁面
【正文】 E沒辦法消除，因此UH=UH實+EE。繪制lnRH1/T圖像圖7 P型半導體霍爾系數隨溫度變化關系圖該曲線包含四個部分：第一部分為T=，這是雜質電離的飽和去，所有的雜質都已經電離，載流子的濃度保持不變，在p型半導體中p?n，這段區(qū)域內有RH0，本實驗中測量得到的雜質電離飽和區(qū)的霍爾系數為RHS=。根據公式ni=（m3），單一載流子（空穴）濃度約為p=1021（m3）第二部分為T=165K187K，這時隨著溫度逐漸升高，價帶上的電子激發(fā)到導帶，由于電子遷移率大于空穴遷移率，即b1，當溫度升高到P=nb2時，有RH=0，如果取對數就會出現圖中凹陷下去的奇點。第三部分為T=187K218K，當溫度再升高，更多的電子從價帶激發(fā)到導帶，Pnb2使得RH0，隨后RH會達到一個極值RHM。此時，價帶的空穴數p=n+NA，NA為受主雜質提供的空穴數，實驗上測得RHM=。利用RHM和RHS的關系，即RHM=RHSb14b2，求得b=。第四部分為T=218K300K，當溫度繼續(xù)升高時，達到本征激發(fā)范圍內，載流子濃度遠遠超過受主的濃度，霍爾系數與導帶中電子濃度成反比，因此，隨著溫度的上升，曲線基本上按指數下降。五、結論和建議本實驗通過控溫的方式測量了碲鎘汞單晶樣品的霍爾系數隨溫度的變化，得到了實驗上lnRH1T曲線與理論所給曲線溫和，結合圖像對半導體的導電特征進行了分析，得出了雜質電離飽和區(qū)平均載流子濃度為p=1021（m3）。且得到霍爾系數最大值RHM=，飽和區(qū)平均霍爾系數為RHS=，從而計算得到電子遷移率和空穴遷移率比值的估算值b=1，即電子的遷移率大于空穴的遷移率。l 愛廷豪森效應引起的誤差不可消除。l 調節(jié)溫度過程中，由于溫度波動性太大，讀取某一溫度值時刻的電壓存在誤差。l 轉動磁鐵改變方向時存在微小誤差。l 儀器本身精度有限會引起誤差。l 濕手時不能觸碰過冷的表面，防止皮膚凍粘在深冷表面。l 注入液氮時，先注入一部分液氮，待容器冷透后再將液氮補滿。l 實驗時要注意室內通風。l 實驗完畢后，一定要擰松、提起中心桿，防止熱膨脹脹壞恒溫器。六、參考文獻[1] [M].
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