1. Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest ustalenie prawidłowości rządzących efektem Halla, wyznaczenie stałej Halla ( RH) oraz wyznaczenie koncentracji i ruchliwości nośników prądu w germanie ( typu n lub p).
2. Podane parametry badanych próbek:
długość próbki l = ( 2,0+/- 0,1) 10-2 m
oporność próbki R0 = 63 Ω
pole przekroju próbki S = ( 1,0 +/- 0,1) 10-5 m2
szerokość próbki d = (1,0 +/- 0,1) 10-2 m
3. Pomiar UH = f(I)
B [mT] |
I [mA] |
UH [mV] |
100 |
-30 |
-29 |
|
-28 |
-26,6 |
|
-26 |
-24,6 |
|
-24 |
-23,8 |
|
-22 |
-21,3 |
|
-20 |
-20,3 |
|
-18 |
-17,9 |
|
-16 |
-15,9 |
|
-14 |
-13,6 |
|
-12 |
-11,6 |
|
-10 |
-9,4 |
|
-8 |
-7,7 |
|
-6 |
-6,5 |
|
-4 |
-3,8 |
|
-2 |
-1,8 |
|
0 |
0,4 |
|
2 |
2,9 |
|
4 |
4,7 |
|
6 |
6,6 |
|
8 |
8,8 |
|
10 |
10,5 |
|
12 |
12,6 |
|
14 |
14,4 |
|
16 |
16,7 |
|
18 |
17,9 |
|
20 |
19,9 |
|
22 |
21,3 |
|
24 |
23,7 |
|
26 |
25,5 |
|
28 |
28,3 |
|
30 |
29,8 |
a = 0,9865323 V/A
Δ a = 0,0046441V/A
B [mT] |
I [mA] |
UH [mV] |
150 |
-25 |
-34,9 |
|
-23 |
-32 |
|
-21 |
-30,2 |
|
-19 |
-25,8 |
|
-17 |
-24 |
|
-15 |
-21 |
|
-13 |
-17,8 |
|
-11 |
-16 |
|
-9 |
-13,3 |
|
-7 |
-10,2 |
|
-5 |
-7,2 |
|
-3 |
-4,7 |
|
-1 |
-1,8 |
|
1 |
3,2 |
|
3 |
5,2 |
|
5 |
8 |
|
7 |
10,4 |
|
9 |
13,4 |
|
11 |
15,6 |
|
13 |
19,1 |
|
15 |
21,1 |
|
17 |
24,3 |
|
19 |
26,5 |
|
21 |
29,5 |
|
23 |
32,3 |
|
25 |
35,1 |
a = 1,410496 V/A
Δ a = 0,007939 V/A
4. Pomiar UH = f(B)
I [mA] |
B [mT] |
UH [mV] |
15 |
0 |
-0,3 |
|
10 |
1,2 |
|
20 |
2,7 |
|
30 |
4,3 |
|
40 |
5,6 |
|
50 |
7,1 |
|
60 |
8,6 |
|
70 |
10,3 |
|
80 |
11,7 |
|
90 |
12,9 |
|
100 |
14,3 |
|
110 |
15,8 |
|
120 |
17,3 |
|
130 |
18,8 |
|
140 |
20,3 |
|
150 |
21,4 |
|
160 |
23 |
|
170 |
24,4 |
|
180 |
25,6 |
|
190 |
26,9 |
|
200 |
28,3 |
a = 0,1433117 V/T
Δ a = 0,0006843 V/T
I [mA] |
B [mT] |
UH [mV] |
30 |
0 |
-0,3 |
|
10 |
2,7 |
|
20 |
5,7 |
|
30 |
8,6 |
|
40 |
11 |
|
50 |
14,5 |
|
60 |
17,1 |
|
70 |
19,8 |
|
80 |
22,9 |
|
90 |
25,8 |
|
100 |
28,3 |
|
110 |
31,5 |
|
120 |
34,6 |
|
130 |
37 |
|
140 |
39,8 |
|
150 |
42,5 |
|
160 |
45,2 |
|
170 |
47,7 |
|
180 |
50,5 |
|
190 |
53 |
|
200 |
55,8 |
a = 0,2808442 V/T
Δ a = 0,0012776 V/T
5. Wyznaczenie stałej Halla
`
RH = aS/Id
a) UH = f(I) przy B=100 T
b) UH = f(I) przy B=150 T
c) UH = f(B) przy I=15 mA
d) UH = f(B) przy I=30 mA
6. Koncentracja nośników ładunku
Przyjmujemy e = 1.61 x 10-19 C c)
RH = -1/ne
n= -1/R
e
a) UH = f(I) przy B=200 T
n=-1/90,95 
b) UH = f(I) przy B=100 T
n=-1/10,98 
c) UH = f(B) przy I=10 mA
n=-1/0,639
7.Ruchliwość nośników prądu μ
σ = l/R0S σ - przewodnictwo próbki
σ =
μ = σ/ne
σ = l/R0S σ - przewodnictwo próbki
Wnioski:
Wyszukiwarka