Исследование свойств полупроводников методом эффекта Холла. Абрамов В.Б - 7 стр.

можно с помощью команды меню или кнопки на панели инструментов (рис. 39).      ной зоны E g может быть определена из графика (см. рис. 2) посредством сле-
                                                                               дующего выражения:
                                                                                                      E g = 2k tg β .                                      (9)
                                                                                  Величина tg β определяется из уравнения (8) применительно к области III.
                                                                                   Исследования эффекта Холла позволяют измерить не только концентрацию
                                                                               свободных носителей заряда, но и их подвижность. Подвижность носителей заря-
                                                                               да μ это скорость дрейфа носителей заряда в электрическом поле единичной на-
                                                                               пряженности. Она определяется по формуле:
                                                                                                     μ = Rx ⋅ σ ,                                      (10)
                                                                               где σ - электропроводность полупроводника. Зная величины Rx и σ для несколь-
                           Рис. 39. Закрытие отчета
                                                                               ких температур, можно построить температурную зависимость подвижности но-
    После выбора этой команды закрывается соответствующее приложение ре-                                                                      ⎛1⎞
дактора и пропадают кнопки на окнах лабораторной работы.                       сителей заряда, график которой строится в координатах ln μ = f ⎜ ⎟ .
                                                                                                                                              ⎝T ⎠


  Примерная методика проведения измерений,
 порядок расчета параметров по результатам
      измерений и построение графиков.
    Разработаны три варианта заданий по выполнению лабораторной работы, ко-
торые позволяют определить электрофизические свойства твердых тел, используя
различные схемы измерения параметров. Преподаватель может предложить сту-
дентам выполнить тот или иной вариант задания, либо последовательность вы-
полнения заданий.
                                                                                         Рис. 3. Зависимость подвижности носителей заряда от температуры
   Вариант №1
                                                                                   На рис.3 приведен пример температурной зависимости подвижности носите-
    Определение ЭДС Холла и ее составляющих, зависимости ЭДС Холла от ин-      лей заряда в полупроводнике. Величина подвижности зависит от механизмов рас-
дукции магнитного поля при фиксированных значениях тока, протекающего через    сеяния носителей заряда. В области высоких температур, когда амплитуда коле-
исследуемый образец, электропроводности и удельного сопротивления полупро-     баний узлов кристаллической решетки велика, происходит рассеяние носителей
водников, типа и концентрации носителей заряда, подвижности носителей заряда                                                                               −3
                                                                               заряда на фононах. Подвижность носителей заряда пропорциональна T 2 и T −1
при комнатной температуре (схема измерения №1.)                                соответственно для полупроводников, содержащих невырожденный и вырожден-
     1. Запустить программное обеспечение стенда для исследования эффекта      ный электронный газ. При низких температурах рассеяние носителей заряда про-
Холла, при этом на экране монитора появится первая схема измерения             исходит на ионизированных примесях. Этот механизм рассеяния носителей заряда
     2. Для проведения измерений необходимо создать базу данных, для чего в    заключается в следующем: движущиеся электроны либо притягиваются к атому
«Рабочей тетради» нажать кнопку «Новая».                                       примеси, либо отталкиваются от него благодаря кулоновским силам, действую-
     3. В «Области управления» «Рабочей тетради» появится окно «Измерение»,    щим между заряженными частицами, в зависимости от знака заряда примеси. В
где указывается название измеряемой зависимости, дата и время.                 результате, при рассеянии на ионизированных примесях изменяется по направле-
     4. Задание названия измеряемой зависимости осуществляется путем нажа-     нию скорость движения электронов. Для полупроводников, содержащих невыро-
тия кнопки «Редактирование».                                                                                                                                     −3
     5. На схеме измерения активизировать управляющие и регистрирующие ин-     жденный электронный газ, подвижность носителей заряда пропорциональна T 2 .
                                                                               Подвижность носителей заряда для случая вырожденного электронного газа не

   30                                                                                                                                                             7