A sűrűség meghatározása és mobilitásának töltéshordozók germánium n

előző ◈ a következő

A mérést a Hall-feszültség függvényében jelenlegi állandó mágneses mező: a meghatározása a sűrűség és a mobilitás töltéshordozók.

A mérést a Hall-feszültség függvényében mágneses tér állandó áram: meghatározása Hall együttható.

A mérés a Hali-feszültség, mint a hőmérséklet függvényében.

A sűrűség meghatározása és mobilitásának töltéshordozók germánium n

Hall-effektus - fontos vizsgálati módszer, amely lehetővé teszi, hogy meghatározza a paramétereket a mikroszkopikus részecskék fémek és félvezetők.

Ahhoz, hogy figyelemmel kíséri a Hall-hatás ebben a kísérletben egy mintáját n-típusú germánium formájában egy téglalap, elhelyezhetjük egy homogén mágneses poleB amint az 1. ábrán látható. Ha tokItechot a mintán keresztül, a feszültség (a Hali-feszültség) meghatározott merőleges mágneses poliUb. Így tokIyavlyaetsya okoz a Hall-effektus, amely ebben az esetben írja le:

R- terem tényező, ami függ az anyagtól és a hőmérsékletet. Egyensúlyban körülmények között (1. ábra) a gyenge mágneses mezők terem együttható

Meg lehet függvényében fejeztük ki a töltéssűrűség (hordozó koncentráció) és az elektron és a lyuk mobilitás:

(Összesen elektronsűrűség)

: Sűrűség elektronok (elektronikus vezetési eredő szennyeződések miatt)

: Sűrűség Lyukak (intrinsic vezetőképesség)

Egyenlet (2) az következik, hogy a polaritás uralkodó töltéshordozók lehet meghatározni

, ha ezek a mágneses erő áram I poleBizvestny. Amikor a vékony mintát a Hall-feszültség magasabb lesz.

Szennyező elemek, csoport 5, például antimon, a foszfor, As, Ge a kristályrácsban ami további elektronok a vezetési sávban (2. ábra).

Az aktiválási energia E, megközelítőleg egyenlő 0,01 eV, lényegesen kisebb, mint az aktiválási energia E (közbülső zóna, a reteszelő zóna) core elektronok és lyukak a termikus mozgás (jellemző töltéshordozók). Szobahőmérsékleten egy adalékolt germánium elektronsűrűség felülkerekedik a belső hordozó sűrűsége töltés (

és

). Ebben az esetben a mozgás díjak jelentkezik elsősorban a szennyező elektronokat. Az elektronsűrűség szennyező lehet meghatározni a mért Hali-feszültség függvényében aktuális.

Egyenletekből (1) és (2):

Mobilitás - intézkedés közötti kölcsönhatás töltéshordozók és a kristályrács. Mobilitás meghatározva (abban az esetben n-típusú germánium mobilitás

elektronok segítségével létrehozott szennyeződések, azaz a donorok):

E- elektromos mező következtében fellépő feszültség csökkentésére

Az elektromos mező Emozhet határozható csökkentésével napryazheniyaUi germánium minta hossza:

A sodródás sebesség határozható meg, az egyensúlyi állapot, amikor a Lorentz-féle erő kompenzálja a villamos energia következtében fellépő Hall mező (1. ábra)

ahol használhatja a függőség

hogyan

Behelyettesítve egyenlet (5) és (7) egyenletbe (4), lyuk a mobilitás lehet kiszámítani a szobahőmérsékleten, mint az arány:

Ic áram jön létre, mint egy félvezető áramlását lyukak és elektronok;

hordozó sűrűsége függ a szennyeződések koncentrációja és a hőmérséklet. Alacsony hőmérsékleten kapcsolat szünet, elektronok szabadulnak fel. A sűrűsége elektronok a szennyező

növekszik a hőmérséklet emelkedésével. A felmelegedés termikus gerjesztés az elektronok, amikor áthaladnak a vegyértéksáv a vezetési sávban. Jelenlegi keletkezett szennyező töltéshordozók sokkal nagyobb, mint a jelenlegi által generált saját hordozók (ebben az esetben, akkor is figyelmen kívül hagyható). Shift hozzátartozik a domináns szennyező vezetőképesség, megfigyelhetjük a mérése Hall feszültség a hőmérséklet függvényében.

A Hali-feszültség hőmérséklettől függően alapul egyszerű egyenletek (1) és (2):

Feltételezve, hogy a mobilitás az elektronok és lyukak különböző. Vezessük be a mobilitási tényező

Ezután (2) átírható:

A adalékolatlan félvezetők függését az összeg a töltéshordozók a hőmérsékletet lehet kifejezni