4. Измеряемый образец. Лабораторная установка

Лабораторная установка включает в себя тонкоплёночный образец толщиной 0,01 мм и с удельной электропроводимостью . Образец размещён внутри устройства, содержащего источник магнитного поля (линии магнитной индукции перпендикулярны плоскости образца) и потенциометр с ручкой регулировки на лицевой панели. Постоянный ток через образец подаётся от источника постоянного тока И и регулируется с помощью упомянутой ручки потенциометра. Сила тока фиксируется миллиамперметром, а разность потенциалов U_X – ламповым вольтметром.

5. Порядок выполнения работы и обработка результатов

1. Измерить величину поперечной разности потенциалов U_x для различных значений тока I.

2. Вычислить постоянную Холла для средней из всех из­мерений величины U_X/I, используя зависимость (2), согласно которой расчетная формула имеет вид

3. Согласно равенству (3), определить концентрацию носителей тока

,

где Кл; n – концентрация носителей тока, м^-3.

4. На основании (6) рассчитать подвижность носителей тока

и = R_X,

где u – подвижность носителей тока, м²/В ^. с.

5. Вычислить среднее значение и границу доверительного интервала (U_x/I) (см. раздел «Обработка результатов измерений» и [7]). Данные записать в таблицу по указанной форме.

Сила тока в полупроводнике I, мА
Холловская разность потенциалов Ux, мB
Ux/I, Ом
(Ux/I)

6. Контрольные вопросы

1. Датйте определение векторов и .

2. Сформулируйте закон Ома в дифференциальной форме.

3. Напишите и поясните выражение для силы Лоренца.

4. В чем сущность эффекта Холла и как связана величина R_X с U_X?

5. Что такое дрейфовая скорость ? Напишите выражение, связывающее плотность тока с дрейфовой скоростью движения носителей.

6. Что такое подвижность носителей тока и как она связана со скоростью их движения ?

7. Чему будет равна холловская разность потенциалов, если на­правления векторов и совпадают?

8. Напишите выражение для удельной проводимости .

9. Напишите выражение для силы, с которой электрическое поле действует на заряд.

10. Объясните, как по знаку холловской разности потенциалов опре­делить знак носителей тока.

Литература: [1], § 202, 203; [2].