2. Порядок расчетов
Определяем температурную зависимость концентрации свободных носителей заряда, используя уравнение:
=
,
где: Rx =
- коэффициент Холла,
q, Кл – величина заряда,
I, А – сила тока,
В, Тл – магнитная индукция,
Ux, V – ЭДС Холла,
b,мм – ширина образца.
Рассчитать значение
.Рассчитать электропроводность исследуемого образца соответственно по уравнениям:
R = U/I - закон Ома,
= R*a*b/l - удельное сопротивление,
= 1/ - электропроводности исследуемого образца
=
,
где a, b – ширина и толщина образца, l - длина
Рассчитать подвижности свободных носителей заряда по уравнению (14):
=
3. построение графиков:
Рис. 1 График температурной зависимости
концентрации свободных носителей заряда
в координатах:
.
Рис. 2 График температурной зависимости подвижности носителей заряда .
а)
б)
Рис. 3 График температурной зависимости
электропроводности исследуемых образцов
в координатах: а)
и б)
.
Путем графического дифференцирования зависимостей и определить энергию ширины запрещенной зоны полупроводника, используя следующее уравнение
,
где k – постоянная Больцмана.Результаты занести в таблицу 1
Вывод: Мы научились исследовать электрофизические характеристики полупроводников методом эффекта Холла. Благодаря эффекту Холла мы поняли суть процессов проводимости в полупроводниках.
Это обусловлено тем, что измерение ЭДС (разности потенциалов) Холла, дает возможность непосредственно определить концентрацию и знак носителей заряда. Последнее позволяет определить принадлежность материала к тому или иному типу полупроводников (p или n–типа). Наличие эффекта Холла в проводниках и полупроводниках свидетельствует об электронном характере проводимости. С помощью эффекта Холла возможно получить данные и о подвижности носителей заряда. Таким образом, эффект Холла – один из наиболее эффективных методов исследования электрических свойств полупроводниковых материалов.