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

5 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

4767. Решение задач линейного программирования с использованием Microsoft EXCEL for WINDOWS 18.9 MB
  Линейное программирование – наиболее изученный раздел дисциплины Методы исследования операций. Математические модели большинства экономических задач относятся к классу задач линейного программирования (ЗЛП). Любая ЗЛП, приведенная к ка...
4768. Метод искусственного базиса. Понятие двойственной задачи линейного программирования 69 KB
  Метод искусственного базиса М -задача. Для многих задач линейного программирования, записанных в форме основной задачи и имеющих опорные планы, среди векторов Pj не всегда есть m единичных. Рассмотрим такую задачу. Пусть требуется найти максимум...
4769. Решение задач линейного программирования с помощью инструмента Поиск решения 184 KB
  Решение задач линейного программирования с помощью инструмента Поиск решения Рассмотрим следующую задачу распределения ресурсов. Для производства двух типов продукции (x1=Прод.1, x2=Прод.2) требуется два вида ресурсов количество которых ограничено...
4770. Методи вирішення завдань лінійного програмування в економіці 1.41 MB
  На практиці для випуску асортименту своєї продукції виробничі підприємства мають у своєму розпорядженні деякий запас, як правило, обмежених ресурсів (сировинних, трудових, енергетичних, паливних, грошових), деякий набір взаємозамінних технолог...
4771. Нелинейное программирование. Ограничения на допустимое множество. 468.5 KB
  Нелинейное программирование. Общая постановка задачи нелинейного программирования Нелинейное программирование – это раздел математического программирования, изучающий задачи, где требуется определить значение некоторых параметров, при которых ...
4772. Алгоритмы и программы. Понятие алгоритма и его характерные свойства 68.5 KB
  Алгоритмы и программы Понятие алгоритма. Характерные свойства алгоритмов. ЭВМ как универсальный Исполнитель. Внешние устройства ЭВМ. Центральные устройства ЭВМ. Понятие о машинном языке. Понятие алгоритма...
4773. Сложные типы данных: записи и файлы 146 KB
  Сложные типы данных: записи и файлы Сложные типы данных в языке Pascal. Записи. Примеры. Записи с вариантами. Оператор присоединения. Строки и средства их обработки. Процедуры и функции типа String. Файлы. Управление файлами. Основные ...
4774. Динамические структуры данных 151 KB
  Динамические структуры данных. Динамические информационные структуры. Ссылочный тип данных. Ссылки. Программирование информационных динамических структур. Списки. Задачи на списки. Деревья. Бинарные деревья. Задачи на деревья. В предыдущих параграфа...
4775. Операторы повторения с параметром и массивы 113 KB
  Операторы повторения с параметром и массивы. Оператор цикла с параметром. Циклические программы. Сложность циклической программы. Оптимизация циклических программ. Ограниченные типы. Сложные (составные) типы. Регулярный тип. Массивы. Пои...