Ćwiczenie E1a

Efek Halla w germanie p

Parametry dla ćwiczenia: Parametry dla próbki:

Imax= 40mA Ro= 60Ω

Bmax= 250mT S= (1,0±0,1) 10^-5 m

d= (1,0±0,1) 10^-3 m

l= (0,020±0,001) m

1. Cel ćwiczenia:

- wyznaczenie stałej Halla

- wyznaczenie koncentracji i ruchliwości nośników prądu w germanie p

- wyciągniecie wniosków dotyczących rodzaju przewodnictwa w badanej próbce

2. Pomiary:

POMIAR I: B= constans

B[mT]	120
I[mA]	5	10	15	20	25	30	35
Uh[mV]	23,1	27,7	33,9	38,7	44,0	50,0	55,0
B[mT]	180
I[mA]	5	10	15	20	25	30	35
Uh[mV]	26,5	34,3	42,4	51,1	57,8	67,0	75,4
B[mT]	230
I[mA]	5	10	15	20	25	30	35
Uh[mV]	28,7	39,3	49,5	59,2	70,0	78,9	89,7

Dla B= 120 mT a1= 1,074286 V/I

Dla B= 180 mT a2= 1,625 V/I

Dla B= 230 mT a3= 2,019286 V/I

Rh=aS/Bd

Sprawdzenie jednostki:

Rh1= 0,08952383333 m³/C

Rh2= 0,09027777778 m³/C

Rh3= 0,08779504348 m³/C

POMIAR II: I= constans

I[mA]	10
B[mT]	90	105	120	135	150	165	180	195	210	225
Uh[mV]	25,0	26,5	28,1	29,4	30,9	32,3	33,8	35,1	36,5	37,7
I[mA]	20
B[mT]	90	105	120	135	150	165	180	195	210	225
Uh[mV]	32,9	35,8	38,9	41,8	44,6	47,4	49,9	52,7	55,4	57,8
I[mA]	30
B[mT]	90	105	120	135	150	165	180	195	210	225
Uh[mV]	41,0	45,1	49,2	53,6	57,7	62,2	66,1	69,9	74,0	77,8

Dla I= 10 mA a4= 9,450505 10^-2 V/T

Dla I= 20 mA a5= 1,848081 10^-1 V/T

Dla I= 30 mA a6= 2,743434 10^-1 V/T

Rh=aS/Id

Sprawdzenie jednostki:

Rh4= 0,09450505 m³/C

Rh5= 0,09240405 m³/C

Rh6= 0,0914478 m³/C

Rśr= (Rh1+ Rh2+ Rh3+ Rh4+ Rh5+ Rh6)/6

Rśr= (0,5459535546 m³/C)/6

Rśr= 0,0909922591 m³/C

R=(Rśr±ΔRśr)

R=(0,091 ± 0,024) m³/C

Koncentracja dziur p:

Przewodnictwo próbki:

Ruchliwość nośników prądu:

3. Wnioski:

• na podstawie znaku stałej Halla możemy określić znak nośników ładunku decydujących o transporcie nośników.

• W badanej próbce z germanu stała Halla jest dodatnia, a zatem nośnikami ładunku
  są dziury.

• Wartość stałej Halla wskazuje na dużą oporność próbki, co jest charakterystyczne dla półprzewodników

• Zmiana wartości indukcji magnetycznej B spowoduje odwrotnie proporcjonalną zmianę wartości stałej Halla, co wynika ze wzoru R_H = aS/Bd

• Zależność napięcia Halla od napięcia przyłożonego do warstwy i indukcji magnetycznej elektromagnesu ma charakter liniowy, jak również napięcie Halla jest wprost proporcjonalne do natężenia prądu zasilającego.

• przetwornik Halla jest liniowym przetwornikiem wielkości magnetycznej na elektryczną.

---