變溫霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告-展示頁(yè)
2025-08-02 08:43本頁(yè)面
【正文】 正交對(duì)稱(chēng)分布產(chǎn)生的附加電位差。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1．實(shí)驗(yàn)儀器VTHM1型變溫霍爾效應(yīng)儀是由DCTU85電磁鐵及恒流電源，SV12變溫恒溫器，TCK100控溫儀，CVM2000電輸運(yùn)性質(zhì)測(cè)試儀，連接電纜，裝在恒溫器內(nèi)冷指上的碲鎘汞單晶樣品。?UPN代表加磁場(chǎng)后P、N之間電位差的變化。 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(shí)間變化曲線(xiàn)對(duì)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(cè)量任意形狀薄片的電阻率及霍爾系數(shù)。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(jì)規(guī)律，在球形等能面上，只考慮晶體散射及弱磁場(chǎng)的條件下(μB?104，μ為遷移率，單位為cm2/(VP型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的霍爾系數(shù)符號(hào)不同，因此可以用來(lái)判斷半導(dǎo)體的類(lèi)型。l 產(chǎn)生本征激發(fā)的高溫區(qū)（A點(diǎn)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(chǎng)垂直與電流，則在樣品的兩側(cè)產(chǎn)生一個(gè)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。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(diǎn)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。圖2 （a）受主雜質(zhì)電離提供空穴導(dǎo)電（b）施主雜質(zhì)電離提供電子導(dǎo)電2．載流子的電導(dǎo)率一般電場(chǎng)下半導(dǎo)體導(dǎo)電也服從歐姆定律，電流密度與電場(chǎng)成正比：J=σE(3)由于半導(dǎo)體中可以同時(shí)有電子和空穴，電導(dǎo)率與導(dǎo)電類(lèi)型和載流子濃度有關(guān)，當(dāng)混合導(dǎo)電時(shí)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。這種雜質(zhì)稱(chēng)為受主雜質(zhì)，所形成的半導(dǎo)體稱(chēng)為P型半導(dǎo)體。作lnnpT31/T曲線(xiàn)，用最小二乘法可求出禁帶寬度Eg=k?ln（npT3）?（1T）(2)當(dāng)半導(dǎo)體中摻雜有Ⅲ族元素，它們外層僅有三個(gè)價(jià)電子，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)空穴。T32exp?(Eg2kT)(1)其中K39。從能帶來(lái)看，電子擺脫共價(jià)鍵而形成一對(duì)電子和空穴的過(guò)程就是一個(gè)電子從價(jià)帶到導(dǎo)帶的量子躍遷過(guò)程，空穴的導(dǎo)
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