Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
LOGISTYKA
I ROK
Beata Kozłowska
grupa L3
12.03.2009
15. Zjawisko Halla
Ocena
1. Wprowadzenie
lZjawisko Halla – zjawisko powstania różnicy potencjałów U pomiędzy przeciwległymi ściankami półprzewodnika lub metalu w kierunku prostopadłym zarówno do kierunku przepływu prądu I, jak i do kierunku wektora indukcji zewnętrznego pola magnetycznego B. Jest jednym z najważniejszych zjawisk, które występują w metalach i półprzewodnikach. Pojawienie się napięcia Halla wynika z faktu, że pole magnetyczne powoduje ruch nośników prądu po torach zakrzywionych.l
lNapięcie Halla – pojawiająca się różnica potencjałów UH l
lHallotrony – półprzewodniki służące do pomiaru indukcji B wykorzystujące zjawisko Halla. l
lNa ładunek elektryczny poruszający się z prędkością w polu magnetycznym o indukcji B, działa siłą Lorentza:l
gdzie - indukcja magnetyczna.
Kierunek tej siły zależy od znaku nośników ładunku oraz iloczynu wektorowego prędkości i indukcji B. jeśli prędkość nośników ładunku ma składową prostopadłą do indukcji B, to pod działaniem siły Lorentza następuje odchylenie nośników ładunku w kierunku prostopadłym do i B. w wyniku tego następuje przestrzenne rozdzielenie ładunków i pojawia się pole elektryczne EH.
lPod działaniem siły Lorentza przy ustalonym przez nas kierunku B i E, dziury w półprzewodniku akceptorowym i elektrony w półprzewodniku donorowym odchylają się ku górnej ściance próbki, a na dolnej ściance występuje niedostatek odpowiednich nośników ładunku, co powoduje powstanie przeciwnego co do znaku ładunku w stosunku do ładunku na górnej ścianie. Ten proces trwa do momentu, kiedy to powstające w wyniku rozdzielenia nośników ładunku poprzeczne pole elektryczne EH nie wytworzy siły działającej na swobodne nośniki ładunku równoważącej siłę Lorentza l
lNapięcie Halla obliczamy ze wzoru:l
gdzie RH = [m3/As]
RH – stała Halla,
I - natężenie prądu płynącego przez próbkę,
B – indukcja magnetyczna,
d – grubość próbki.
lW tym ćwiczeniu używamy cienkowarstwowego hallotronu wykonanego z antymonku indu InSbl
2. Tabela pomiarów
Natężenie prądu magnesującego IM[A]
Wartość indukcji pola mag. B[T]
Natężenie prądu sterującego I[A]
Napięcie Halla
Średnia wartośc napięcia UH[V]
UH1[V]
UH2[V]
1,0
0,4
0,00
0,000
0,000
0,0000
0,54
0,020
0,025
0,0225
1,00
0,036
0,044
0,0400
1,50
0,054
0,065
0,0595
2,00
0,072
0,086
0,0790
2,50
0,089
0,107
0,0980
3,00
0,108
0,128
0,1180
3,50
0,126
0,150
0,1380
4,00
0,143
0,170
0,1565
4,50
0,160
0,191
0,1755
5,00
0,177
0,211
0,1940
2,0
0,8
0,00
0,000
...