变温霍尔效应
摘要:本实验采用范德堡测试方法,利用由控温仪、恒温器、电磁铁、恒流电源、电输运?/p>
质测试仪和装在恒温器内指上的锑化铟,
碲镉汞单晶样品等组成?/p>
VTHM
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1
型变温霍尔效?/p>
仪首先测量室温条件下的电流和磁场不同方向的霍尔电压,
又通过控温的方式测量了碲镉?/p>
单晶样品的霍尔系数,得到并分析了实验与理论对比的
T
R
H
/
1
ln
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曲线
.
关键词:霍尔效应
半导?/p>
载流?/p>
霍尔系数
一:引言
对通电的导体或半导体施加一与电流方向垂直的磁场,则在垂直于电流和磁场方向上?/p>
一横向电位差出现,这个现象?/p>
1879
年为物理学家霍尔所发现,故称为霍尔效应。在
20
世纪的前半个世纪?/p>
霍尔系数及电阻率的测量一直推动着固体导电理论的发展,
特别是在?/p>
导体纯度以及杂质种类的一种有力手段,
也可用于研究半导体材料电输运特征?/p>
至今仍然?/p>
半导体材料研制工作中必不可少的一种常备测试手法。在本实验中,采用范德堡测试方法?/p>
测量样品霍尔系数随温度的变化?/p>
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:
实验原理
2.1
半导体内的载流子
半导体内载流子的产生有两种不同的机制:本征激发和杂质电离
2.1.1
本征激?/p>
在一定温度下半导体产生自由电子和空穴?/p>
半导体内的两种载流子?/p>
自由电子和空穴的产生
过程叫做本征激发,
与导带和价带有效能级密度?/p>
导带底和价带顶的能量温度等有关,
确切
地说与禁带宽度和温度以及波尔兹曼常数有关?/p>
2.1.2
杂质电离
绝大部分的重要半导体材料都含有一定量的浅杂质?/p>
它们在常温下的导电性质?/p>
主要由浅?/p>
质决定?/p>
从能带角度来看,
就是价带中的电子激发到禁带中的杂质能级上,
使硼原子电离?/p>
硼离子,而在价带中留下空穴,
参与导电,这种过程称为杂质电离。由受主杂质电离提供?/p>
穴导电的半导体叫?/p>
P
型半导体,由施主杂质电离提供电子导电的半导体叫做
N
型半导体?/p>
2.2
载流子的电导?/p>
p
n
pq
nq
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2-2-1