数平均值,可得:VH
V1V2
V34
V4
通过对称测量法求得的VH误差很小。
另一方面,射载流子浓度为
薄片厚度为d则电流强度I与u的关系为:
Ibd
qu……5,则可得到
……6VBB
1
q
IBd
,令R1,则
q
……7,VBB
R
IBd
R称为霍尔系数,它体现了材料的霍尔效应大小。
根据霍尔效应制作的元件称为霍尔元件。
……8,在应用中,6常以如下形式出现:VBBKHIB
式中
KH
Rd
1
qd
称为霍尔元件灵敏度,I
称为控制电流。
可见,若I、KH已知,只要测出霍尔电压VBB’,即可算出磁场B的大小;并且若知载流子类型
型半导体多数载流子为电子,P型半导体多数载流子为空穴则由VBB’的正负可测出磁场方向,反之,若已知磁场方向,则可判断载流子类型。
由于霍尔效应建立所需时间很短10121014s因此霍尔元件使用交流电或者直流电都可。指示交流电时,得到的霍尔电压也是交变的,I和VBB’应理解为有效值。
五、步骤:
1、测量霍耳电压VH与工作电流IS的关系。
①对测试仪进行调零。将测试仪的“IS调节”和“IM调节”旋钮均置零位,待
开机数分钟后若VH显示不为零,可通过面板左下方小孔的“调零”电位器实现调零,即“000”。
②测绘VHIS曲线。将实验仪的“VH,V”切换开关投向VH侧,测试仪的“功
能切换”置VH,保持IM值不变(取IM06A),绘制VHIS曲线。2、测量霍耳电压VH与工作电流IM的关系。
f实验仪与测试仪各开关位置同上。保持半导体的电流IS不变(取IS300mA),绘制VHIM曲线。3、测量V值。将切换开关“VH,V”投向V侧,“功能切换”置V。在零磁场下,取IS200mA,测量V。4、确定样品的导电类型。将实验仪三组双刀开关均投向上方,即IS沿X方向,B沿Z方向。毫伏表测量电压为VAA。取IS200mAIM06A,测量VH大小及极性,判断样品导电类型。
5、求样品RH,
,,μ值。
六、记录:
1.测绘UHIS曲线,保持IM06A、IS100400mA不变,在表格中记录霍尔电压。
ISmA
U1mVBIS
U2mVBIS
U3mVBIS
U4mVBIS
VH
V1V2
V3V44
100
220
290
250
302
150
403
425
385
444
200
542
559
518
559
250
682
692
652
723
300
821
826
785
862
400
1102
1094
1054
1142
2674165456878241098
2.测绘UHIM曲线,保持Is300mA;Im03000800A不变,在表格
中记录霍尔电压。
ImA
U1mVBIS
U2mVBIS
U3mVBIS
U4mVBIS
VH
V1V2
r