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

26758. Этапы принятия управленческих решений: содержание и сущностные особенности 26 KB
  Это подготовка принятие и реализация решения. Построение взаимоотношений в организации для решения проблемы формирование команды для подготовки решения. Принятие решения руководителем. Конкретизация решения его дезагрегирование для более низких уровней управления.
26760. Управленческая процедура и ее виды 26.5 KB
  Под процедурой понимается набор действий операций с помощью кот. Управленческая процедура документально зафиксированная последовательность выполнения элементов управленческого процесса определяющая состав очередность содержание составляющих его операций. Понятие процедура отражает порядок подготовки рассмотрения обсуждения выполнения ряда последовательных и параллельных операций в процессе управления предписание о порядке выполнения какойлибо работы в аппарате управления. Понятие технология управления тесно связано с процессом...
26761. Понятие и классификация основных (конституционных) прав человека 96 KB
  Основной закон государства - Конституция, в первой своей главе «Основы конституционного строя» декларирует положение о том, что «Человек, его права и свободы являются высшей ценностью. Признание, соблюдение и защита прав и свобод человека и гражданина – обязанность государства
26762. Система государственной службы 28.5 KB
  Государственная служба Российской Федерации далее государственная служба профессиональная служебная деятельность граждан Российской Федерации далее граждане по обеспечению исполнения полномочий: Российской Федерации; федеральных органов государственной власти иных федеральных государственных органов далее федеральные государственные органы; субъектов Российской Федерации; органов государственной власти субъектов Российской Федерации иных государственных органов субъектов Российской Федерации далее государственные органы...
26763. Глубокие трансформационные процессы, переход России на путь демократического развития 34.5 KB
  Решение этих задач было невозможно без формирования гражданского общества призванного формировать социальнополитическую активность личности и уравновесить государственное влияние различными формами самоорганизации и самоуправления. Эта идея органично вписывалась в процессы становления глобального информационного общества поскольку в значительной степени базировалась на ключевых особенностях информационной цивилизации. Абсолютно недостаточным следует признать и информационное взаимодействие власти и общества. Они могли бы стать одним из...
26765. Гражданское общество 38 KB
  Вновь подтверждена онтологическая закономерность гражданского общества обозначенная еще древними греками. Воля каждого гражданина должна быть подчинена безоговорочно воле общей – воле всего гражданского общества которую в свою очередь выражает государство и государь. Таким образом можно говорить о взаимодействии государства гражданского общества и граждан. Иначе о каком устойчивом развитии сообщества можно вести речь Автор первого специального исследования Опыт истории гражданского общества Адам Фергюсон в 1767 году писал: Внутренний...
26766. Философия права и гражданское общество 37 KB
  Они переводят теоретические дискуссии о сущности гражданского общества в разговор о существующей социальной реальности в которой нельзя не заметить что реальное содержание понятий государство и общество не совпадают. Некоторые исследователи считают что он не просто разграничил понятия а противопоставил государство и гражданское общество друг другу. В своей работе Философия права он рассматривал гражданское общество как особый этап всемирной истории. А под этой историей он понимал развитие абсолютного нравственного духа...