Физико-химические основы РЭС. Иванов В.П - 17 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

8.1 Измерения ЭДС Холла
№ п/п I, мА U
n1
U
n2
U
n3
U
n2
, мВ U
01
U
02
U
03
U
0
, мВ U
H
, мВ
4 Изменить полярность тока и сменить полярность гальванометра, повторить измерения (пункты 2 и 3).
5 Для каждого значения тока I рассчитать среднее значение ЭДС Холла и его рассеяние. Построить графики
зависимости U
H
= f (I).
6 Методом наименьших квадратов определить постоянную Холла, рассчитать концентрацию носителей заряда,
подвижность носителей и определить тип полупроводника.
Содержание отчета
1 Название и цель работы.
2 Типы приборов и характеристики образцов материала.
3 Методика измерений постоянной Холла, схема установки.
4 Таблица экспериментальных данных и графики зависимости U
H
= f (I).
5
Расчет постоянной Холла, подвижности и концентрации носителей.
6 Краткое представление результатов работы.
Контрольные вопросы
1 Эффект Холла.
2 Применение эффекта Холла
3 Подвижность носителей заряда.
4 Влияние температуры и дефектов кристаллов на подвижность носителей заряда.
5 Постоянная Холла и ее связь с параметрами носителей заряда.
6 Эффективная масса носителей заряда. Понятие дырки.
[8, с. 265 – 270]; [9, с. 19 – 28]
Лабораторная работа № 9
ИЗУЧЕНИЕ ТЕРМОЭЛЕКТРОННОЙ ЭМИССИИ
Цель работы: знакомство с методикой определения работы выхода электрона методом прямых Ричардсона.
Приборы и принадлежности: стабилизированный источник питания, трансформатор, амперметр, вольтметр, осциллограф,
электронная схема.
Методические указания
Электроны в кристалле находятся в потенциальной яме, выход из которой требует затраты энергии (работы выхода) по
преодолению силы, действующей на них со стороны кристалла.
Электрон, выходящий из металла и находящийся у его поверхности на расстоянии х, индуцирует в металле заряд +е,
называемый электрическим изображением заряда –е. Он действует на вышедший электрон так, как если бы был
сосредоточен под поверхностью металла на глубине в точке, симметричной той, в которой находится электрон. Он
притягивает электрон с силой, называемой силой электрического изображения
F = е
2
/ 16 x
2
, (9.1)
где е – заряд, х – расстояние электрона от поверхности.
При повышении температуры средняя энергия электронов возрастает и часть из них выходит из металла. Это явление
получило название термоэлектронной эмиссии. Поместив вблизи нагретого металла проводник и создав между ним и
металлом электрическое поле, отсасывающее электроны, можно получить термоэлектронный ток
I = AT
2
ехр ( –χ
0
/ kT), (9.2)
где А – постоянная Ричардсона;
χ
0
– работа выхода электрона; k – постоянная Больцмана; Т – температура.
Постоянная Ричардсона связана с характеристиками электрона следующим образом
A = 4m
n
k
2
е / h
3
, (9.3)
где m
n
– эффективная масса электрона; k – постоянная Больцмана; е – заряд электрона; h – постоянная Планка.
Логарифмируя выражение (9.2), получаем уравнение прямой линии, по наклону которой можно определить работу
выхода электронов. Эта прямая на оси In I отсекает отрезок, численно равный логарифму
постоянной Ричардсона.
На практике обычно производят измерения температурной зависимости тока
насыщения диода
T
k
A
T
I
1
lnln
0
2
нас
χ
−= . (9.4)
Как видно из рис. 9.1, эта зависимость представляет собой прямую линию с углом
Рис. 9.1 Зависимость тока
термоэмиссии от температуры
2
нас
ln
T
I
ln A
α
1 / Т

Страницы