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半 导 体 物 理

实 验指导书信息工程学院电子科学与技术教研室

2009

目 录

实验一：霍尔效应 ………………………………………………… 1

实验二：四探针法测量半导体电阻率及薄层电阻 ……………… 6 实验三：椭偏法测薄膜厚度和折射率 …………………………… 9 附录A:《RTS-8型双电测四探针测试仪用户手册》……………11 附录B:《WJZ/WJZ-Ⅱ型多功能激光椭圆偏振仪使用手册》… 30

实验一 霍尔效应

一、实验目的

1. 了解霍尔器材对材料要求的知识；

2. 学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量试样的VH~IS曲线； 3. 学会确定试样的导电类型，载流子浓度以及电导率。 二、仪器设备

QS-H型霍尔效应实验组合仪 三、实验原理

1. 导体材料霍尔系数的确定

由霍尔电压VH与磁感应强度B的关系，VH?B和d，可计算出霍尔系数

RHISB知，只要测出VH以及知道IS、dRH?VHd （1） ISB2. 导体材料导电类型的确定

若实验中能测出IS、B的方向，就可判断VH的正负，决定霍尔系数的正负，从而判断出半导体的导电类型。当RH?0时，样品属N型（载流子为电子），反之则为P型（载流子为空穴）。

3. 导体材料载流子浓度的确定 由霍尔系数RH?1VHd，可得 ?neISBn?ISB （2） VHde如果知道VH、IS、B，就可确定该材料的载流子浓度。根据电导率?与载流子浓度n以及

迁移率?之间的关系??ne?知，通过实验测出?值即可求出

??RH? （3）

4. 霍尔组件对材料的要求

根据上述可知，要得到大的霍尔电压，关键是要选择霍尔系数大（即迁移率?高、电阻率?亦较高）的材料。因RH???，就金属导体而言，?和?均很低，而不良导体?虽高，但?极小，因而上述两种材料的霍尔系数都很小，不能用来制造霍尔组件。半导体?高，

?适中，是制造霍尔元件较理想的材料，由于电子的迁移率比空穴的迁移率大，所以霍尔元