Pomiar magnetooporności w półprzewodnikach
Pomiary i obliczenia dla próbki w temperaturze pokojowej
Parametry użytego do doświadczenia materiału oraz początkowe natężenia:
Długość 0,743 [cm]
Szerokość 0,121 [cm]
Grubość 0,112 [cm]
Natężenie prądu 75 mA
Zależność natężenia I od indukcji B:
natężenie indukcja indukcja
[A] [kGs] [T]
1,0 2,50 0,250
1,5 3,75 0,400
2,0 5,00 0,500
2,5 6,00 0,600
3,0 6,60 0,660
3,5 7,20 0,720
4,0 7,50 0,750
4,5 8,00 0,800
5,0 8,25 0,825
5,5 8,50 0,850
6,0 8,75 0,875
6,5 9,10 0,910
7,0 9,25 0,925
7,5 9,40 0,940
8,0 9,60 0,960
8,5 9,75 0,975
9,0 9,80 0,980
9,5 10,10 1,010
10,0 10,50 1,050
natężenie napięcie
[A] [mV]
0,0 -0,578
1,0 -0,579
Zależność natężenia od napięcia
1,5 -0,581
2,0 -0,584
2,5 -0,587
3,0 -0,591
3,5 -0,594
4,0 -0,595
4,5 -0,597
5,0 -0,598
5,5 -0,600
6,0 -0,601
6,5 -0,602
7,0 -0,603
7,5 -0,604
8,0 -0,605
8,5 -0,606
9,0 -0,606
9,5 -0,606
10,0 -0,608
-0,65 -0,55 -0,45 -0,35 -0,25 -0,15 -0,05 0,05
log B
-1,05000
-1,15000
-1,25000
-1,35000
-1,45000
-1,55000
-1,65000
-1,75000
-1,85000
-1,95000
-2,05000
-2,15000
log "�/�
D�r�
wykres zależności log =� f (�log( B))�
r�o
przewodnictwo elektryczne próbki:
, gdzie: 0  próbka bez pola magnetycznego
B  próbka w polu magnetycznym
współczynnik Halla:
współczynnik magnetooporności:
gdzie: �0  przewodnictwo elektryczne bez indukcji
�B  przewodnictwo elektryczne z indukcją magnetyczną
ruchliwość nośników prądu:
gdzie: A  stała równa 1/3
D�r�
C  nachylenie krzywej log =� f (�log( B))�
r�o
C = 1,552
koncentracja nośników:
Wyniki i obliczenia:
natężenie napięcie indukcja � ź [ n|p|
Rh [
"�/� H0 [1/T2]
m3/C]
[A] [mV] [T] [�m] m2/Vs] [1/m3]
1,41E- 8,71E- 2,15E-
0,0075 -0,581 0,250 06 03 06 1,528 2,90E+24 0,139
1,43E- 2,26E- 1,58E-
0,0075 -0,584 0,400 06 02 06 1,105 3,96E+24 0,142
1,44E- 3,14E- 1,26E-
0,0075 -0,587 0,500 06 02 06 0,872 4,97E+24 0,125
1,45E- 4,01E- 1,03E-
0,0075 -0,591 0,600 06 02 06 0,709 6,06E+24 0,111
0,0075 1,46E- 4,70E- 9,50E-
-0,594 0,660 06 02 07 0,650 6,57E+24 0,108
0,0075 1,47E- 5,23E- 8,59E-
-0,595 0,720 06 02 07 0,585 7,27E+24 0,101
0,0075 1,47E- 5,57E- 8,28E-
-0,597 0,750 06 02 07 0,562 7,54E+24 0,099
0,0075 1,48E- 6,10E- 7,75E-
-0,598 0,800 06 02 07 0,523 8,06E+24 0,095
0,0075 1,48E- 6,27E- 7,43E-
-0,600 0,825 06 02 07 0,501 8,40E+24 0,092
0,0075 1,49E- 6,62E- 7,27E-
-0,601 0,850 06 02 07 0,488 8,59E+24 0,092
0,0075 1,49E- 6,97E- 7,11E-
-0,602 0,875 06 02 07 0,476 8,77E+24 0,091
0,0075 1,50E- 7,14E- 6,69E-
-0,603 0,910 06 02 07 0,448 9,33E+24 0,086
0,0075 1,50E- 7,49E- 6,70E-
-0,604 0,925 06 02 07 0,447 9,31E+24 0,088
0,0075 1,50E- 7,67E- 6,60E-
-0,605 0,940 06 02 07 0,439 9,46E+24 0,087
0,0075 1,51E- 7,84E- 6,43E-
-0,606 0,960 06 02 07 0,427 9,71E+24 0,085
0,0075 1,51E- 8,19E- 6,43E-
-0,606 0,975 06 02 07 0,426 9,71E+24 0,086
0,0075 1,51E- 8,36E- 6,46E-
-0,606 0,980 06 02 07 0,427 9,66E+24 0,087
0,0075 1,52E- 8,54E- 6,17E-
-0,607 1,010 06 02 07 0,408 1,01E+25 0,084
0,0075 1,52E- 8,71E- 5,80E-
-0,608 1,050 06 02 07 0,382 1,08E+25 0,079
Wyniki obliczeń dla próbki w temperaturze pokojowej
Pomiary i obliczenia dla próbki w temperaturze ciekłego azotu
Obliczenia sporządzone dla próbki w temperaturze ciekłego azotu są analogiczne jak dla temperatury
pokojowej.
natężenie napięcie indukcja Rh [ ź [
� [�m] "�/� N|p| H0 [1/T2]
[A] [mV] [T] m3/C] m2/Vs]
0,0075 1,25E- 2,15E-
-0,377 0,250 06 0,364 05 17,23 2,90E+23 5,830
0,0075 1,45E- 1,45E-
-0,411 0,400 06 0,588 05 10,01 4,29E+23 3,674
0,0075 1,70E- 1,48E-
-0,464 0,500 06 0,854 05 8,74 4,21E+23 3,415
0,0075 1,88E- 1,37E-
-0,517 0,600 06 1,061 05 7,27 4,55E+23 2,948
0,0075 2,00E- 1,32E-
-0,568 0,660 06 1,189 05 6,61 4,72E+23 2,729
0,0075 2,10E- 1,25E-
-0,626 0,720 06 1,293 05 5,95 5,00E+23 2,493
0,0075 2,17E- 1,25E-
-0,656 0,750 06 1,372 05 5,76 4,99E+23 2,440
0,0075 2,24E- 1,18E-
-0,680 0,800 06 1,447 05 5,29 5,27E+23 2,226
0,0075 2,30E- 1,19E-
-0,700 0,825 06 1,519 05 5,18 5,23E+23 2,231
0,0075 2,36E- 1,20E-
-0,722 0,850 06 1,585 05 5,06 5,22E+23 2,194
0,0075 2,41E- 1,18E-
-0,737 0,875 06 1,636 05 4,90 5,29E+23 2,136
0,0075 2,46E- 1,14E-
-0,750 0,910 06 1,686 05 4,65 5,47E+23 2,036
0,0075 2,50E- 1,15E-
-0,767 0,925 06 1,729 05 4,59 5,45E+23 2,020
0,0075 2,53E- 1,14E-
-0,777 0,940 06 1,764 05 4,52 5,47E+23 1,996
0,0075 2,56E- 1,13E-
-0,788 0,960 06 1,801 05 4,41 5,53E+23 1,954
0,0075 2,59E- 1,12E-
-0,799 0,975 06 1,830 05 4,33 5,57E+23 1,925
0,0075 2,62E- 1,15E-
-0,809 0,980 06 1,870 05 4,37 5,45E+23 1,947
0,0075 2,65E- 1,10E-
-0,817 1,010 06 1,894 05 4,15 5,68E+23 1,856
Wyniki obliczeń dla próbki w temperaturze ciekłego azotu
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
-0,7 -0,6 -0,6 -0,5 -0,5 -0,4 -0,4 -0,3 -0,3 -0,2 -0,2 -0,1 -0,1 0,0 0,0
-0,1
-0,2
-0,3
-0,4
-0,5
Zależność dla temperatury ciekłego azotu
Wnioski:
Wyniki doświadczenia potwierdzają zmniejszenie przewodnictwa (wzrost oporności) wraz ze
wzrostem temperatury. Wzrost temperatury powoduje wydajniejsze rozpraszanie nośników, w wyniku
wzrostu amplitudy drgań atomów w sieci krystalicznej, co ma wpływ na ruchliwość nośników 
znacznie maleje ona w temperaturze pokojowej w stosunku do temperatury ciekłego azotu.
Ponieważ ruchliwość nośników spada wraz ze wzrostem temperatury ich koncentracja rośnie. W
naszych wynikach jest to wzrost o jeden do dwóch rzędów wielkości.
Znak stałej Halla zależy od rodzaju nośników, które wykazują większą ruchliwość- jest ona
dodatnia dla  prądu dziurowego .