INFORMATYKA

I ROK

GRZEGORZ PRZEWOCKI

grupa C1 godz. 7.30

12.05.1995

ZJAWISKO HALLA

OPIS WICZENIA

Celem wiczenia byo wyznaczenie koncentracji noników prdu oraz staej Halla. Zjawisko Halla jest to jedno z najwaniejszych zjawisk wystpujcych w metalach i póprzewodnikach. Pojawienie si napicia Halla wynika z faktu, e pole magnetyczne powoduje ruch noników prdu po torach zakrzywionych. Jeli póprzewodnik, majcy krztat prostopadociennej pytki, jest jednorodny to midzy symetrycznie naprzeciw siebie pooonymi elektrodami nie powstaje adna rónica potencjaów. Z chwil umieszczenia próbki, przez któr pynie prd, w polu magnetycznym, prostopadym do kierunku prdu midzy elektrodami pojawi si pewne napicie, zwane napiciem Halla. Napicie Halla jest proporcjonalne do natenia prdu pyncego przez próbk i wartoci indukcji pola magnetycznego oraz odwrotnie proporcjonalne do gruboci próbki.

TABELE POMIARÓW

a) Napicie Halla dla wartoci b) Napicie Halla dla wartoci

prdu magnesujcego Im = 2 A prdu magnesujcego Im = 3 A

Natenie prdu sterujcego Ix [mA]	Napicie Halla UH [mV]	Natenie prdu sterujcego Ix [mA]	Napicie Halla UH [mV]
2	146	2	192
4	270	4	364
6	384	6	536
8	498	8	691
10	613	10	847
12	704	12	982
14	793	14	1122
16	886	16	1232

OBLICZENIA

Do obliczenia staej Halla stosuj wzór :

gdzie : UH - napicie Halla

Ix - natenie prdu sterujcego

d - gróbo próbki póprzewodnikowej

B - warto indukcji pola magnetycznego przy danej wartoci natenia prdu magnesujcego.

Natenie prdu magnesujcego 2 A

1. Ix = 4 mA 2. Ix = 12 mA

UH = 270 mV UH = 704 mV

B = 0,5 T B = 0,5 T

d =
m d =
m

R =
R =

Natenie prdu magnesujcego 3 A

3. Ix = 4 mA 4. Ix = 12 mA

UH = 364 mV UH = 982 mV

B = 0,7 T B = 0,7 T

d =
m d =
m

R =
R =

Do obliczenia koncentracji noników prdu stosuj wzór :

gdzie : R - staa Halla

e - adunek elementarny elektronu

Natenie prdu magnesujcego 2 A

1. R =
2. R =

e =
e =

n =
n =

Natenie prdu magnesujcego 3 A

3. R =
4. R =

e =
e =

n =
n =

DYSKUSJA BDÓW

Bd pomiaru napicia Halla :

Bd pomiaru natenia prdu sterujcego :

Bd pomiaru staej Halla :

Bd pomiaru koncentracji noników prdu :

WYNIKI KOCOWE

Staa Halla : R =

Koncentracja noników prdu :

WNIOSKI KOCOWE

W wiczeniu wyznaczono koncentracj noników prdu oraz sta Halla. Otrzymane wartoci okrelono obliczajc redni arytmetyczn dla czterech rónych pomiarów. Pozwolio to na otrzymanie dokadniejszych wyników. Znajc koncentracj noników prdu, a wic sta Halla, oraz mierzc natenie prdu pyncego przez próbk o znanej gruboci i napicie Halla mona wyznaczy indukcj pola magnetycznego
. Urzdzenia póprzewodnikowe suce do pomiaru natenia indukcji pola magnetycznego oparte na zjawisku Halla nazywamy halotronami.