50213

Дослідження властивостей напівпровідників методом ефекту Холла

Лабораторная работа

Физика

Схема вимірювання питомого опору зразка і холлівської різниці потенціалів зображена на рис. досліджуваний зразок; 1 зонд для вимірювання холлівської напруги; 2 зонд для вимірювання питомого опору. Зразки на яких проводяться вимірювання мають форму паралелепіпеда і закріплені на спеціальному держаку. Зонди для вимірювання питомого опору та холлівської напруги припаюють до зразка припоєм підібраним так щоб зменшити перехідний опір.

Украинкский

2014-01-18

75 KB

4 чел.

Лабораторна робота № 27.

Дослідження властивостей напівпровідників методом ефекту Холла.

Перед виконанням цієї роботи, необхідно вивчити теоретичний матеріал з розділу 5.7.

Опис пристроїв для проведення експерименту.

Схема вимірювання питомого опору зразка і холлівської різниці потенціалів зображена на рис.5.19

Тут Зр. – досліджуваний зразок; 1 – зонд для вимірювання холлівської напруги; 2 – зонд для вимірювання питомого опору. Зразки, на яких проводяться вимірювання, мають форму паралелепіпеда  і закріплені на спеціальному держаку.

Зонди для вимірювання питомого опору та холлівської напруги припаюють до зразка припоєм, підібраним так, щоб зменшити перехідний опір. Але, щоб по практично виключити його вплив, спад напруги між зондами треба вимірювати методом компенсації. Для цього використовується потенціометр ППТВ-1 /опис компенсаційної схеми і порядок вимірювання див. у заводській інструкції/.

Вимірювання фізичних величин

При експериментальному дослідженні, ефекту Холла необхідно врахувати, що при зміні напрямку струму поперечна різниця потенціалів також повинна змінювати знак. Ця обставина дозволяє легко відрізнити сам ефект Холла від інших ефектів, коли при зміні напрямку поля знак поперечної різниці потенціалів не змінюється. При вимірюванні поперечної  ( Холлівської ) різниці потенціалів необхідно щоб зонди 1 – 1 були розміщені  в одній еквіпотенціальній площині. Проте при проведенні експерименту практично неможливо встановити вимірювальні зонди так, щоб вони були розміщені строго в еквіпотенціальній площині. Тому провівши вимірювання, крім Холлівської різниці потенціалів , отримаємо також спад напруги  на опорі матеріалу провідника між зондами. Особливо відчутною є ця величина при дослідженні напівпровідників, питомий опір яких значно більший, ніж у металів. У зв'язку з цим для виключення можливої помилки, необхідно завжди проводити виміри при двох протилежних напрямках протікання струму. Якщо при прямому протіканні струму вимірювання дають значення    

    ,              (5.57)

а при зворотному протіканні струму

,      ( 5.58 )

де  - всі інші спади напруг ,   то за формулами ( 5.57 ) і (5.58 ) отримаємо вираз

,      ( 5.59 )

в якому всі побічні ефекти виключаються.

Таким чином, в роботі необхідно:

1. Визначити питомий опір напівпровідника(ρ), скориставшись формулою ( 5.18 ).

2. Виміряти холлівську різницю потенціалів, змінюючи напрямки струму. Для розрахунку використати формулу ( 5.59 ).

3. Розрахувати за формулами: (5.12) сталу Холла , ( 5.17 ) концентрацію носіїв заряду , (5.18) -  рухливість  носіїв струму даного напівпровідникового матеріалу.

4. Результати занести у таблицю, зробити висновки.

Контрольні запитання

1. Пояснити фізичну суть ефекту Холла.

2. Які величини  можна визначити , знаючи константу  Холла?

3. Від чого залежить холлівська різниця потенціалів? Порівняти її для металів і напівпровідників.

4. Як залежить холлівська різниця потенціалів від взаємного напрямку електричного струму в зразку і індукції магнітного поля?

Техніка безпеки

Прибрати з зони магніту металеві предмети і прилади ( годинник ), які можуть намагнічуватись.

93


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

8198. Задачи воспитания в свете общечеловеческих ценностей 19.72 KB
  Задачи воспитания в свете общечеловеческих ценностей Формирование гуманистического мировоззрения (человек, его жизнь, свобода, счастье - главная ценность и богатство) В решении этой задачи огромную роль играет искусство, ибо оно всегда ли...
8199. Методы педагогического стимулирования 16.05 KB
  Методы педагогического стимулирования. Эти методы воспитания направлены на активизацию позитивного развития личности и торможение деструктивных педагогических процессов. (По латыни stimulus - острая палка, которой погоняли животных.) Мето...
8200. Методы воспитания 30.55 KB
  Методы воспитания План: Понятие о методе, приеме, средстве, условиях воспитания. Из истории методики воспитания. Методы воспитания и их реализация в деятельности культуролога. Формы организации воспитательного процесса. Руководство процессами самово...
8201. Руководство процессами самовоспитания 13.89 KB
  Руководство процессами самовоспитания. Самовоспитание - это сознательная деятельность человека, направленная на развитие у себя положительных качеств личности. Способность к самовоспитанию развивается в конце подросткового - начале юношеск...
8202. Коллектив и личность: педагогический аспект 17.74 KB
  Коллектив и личность: педагогический аспект ПЛАН: Понятие коллектива. Возникновение и развитие в педагогике проблемы коллектива и личности. Стадии формирования и развития воспитывающего коллектива. Педагогические проблемы творческого коллектива. Лич...
8203. Мастерство педагогического взаимодействия 18.78 KB
  Мастерство педагогического взаимодействия. Деятельность учителя сложна, ответственна, трудоемка. Его иногда называют навечно вызванный к доске. Важнейшим инструментом деятельности педагога является общение. Можно выделить следующие функции общения...
8204. Воспитание в семье 35.59 KB
  Воспитание в семье План Семейное воспитание как одна из древнейших форм передачи жизненного опыта. Социальные процессы, определяющие характер современного семейного воспитания. Культура как цель и средство семейного воспитания. Проблемы семейного во...
8205. Проблемы семейного воспитания как аспект профессиональной деятельности культуролога 18.35 KB
  Проблемы семейного воспитания как аспект профессиональной деятельности культуролога. В своей профессиональной деятельности культурологи (в зависимости от специализации) выполняют функции преподавателя, педагога-консультанта, организатора досуга дете...
8206. Место педагогической профессии в социуме 27.71 KB
  Место педагогической профессии в социуме. Жрец или ремесленник? Место педагогической профессии в социуме (из истории вопроса). Профессия и должность воспитателя (учителя) появляются уже в эпоху древних цивилизаций. И уже в эту пору (III-II тысячел...