Rok akademicki :

1995/96

Laboratorium Fizyki

Nr. ćw. 72

Temat: Zjawisko Halla.

wydz : mechaniczny

kier: IZK

Gr: k.03

BIEGANOWSKI RADOSŁAW

Data wyk. ćw.

Ocena

Data zaliczenia

Podpis

T

S

1.ZASADA POMIARU

Celem ćwiczenia jest pomiar współczynnika Halla dla próbki półprzewodnika , oraz wyznaczenie koncentracji i ruchliwości nośników .

Badanym materiałem był monokryształ Ge o przenikalności magnetycznej ≥ 1 .

Parametry próbki :

Lp.

Wielkość

Wartość

Błąd max.

Jednostka

1

długość próbki

5

0,1

mm

2

szerokość próbki

3

0,1

mm

3

grubość próbki

2

0,1

mm

4

oporność właściwa

1,5 ∗ 10-3

--------

Ωm.

5

B

160

7,5

mT

schemat układu pomiarowego.

0x01 graphic

3 . Ocena dokładności pojedynczych pomiarów .

Natężenie prądu próbki : miliamperomierz - zakres 20mA , klasa 0,5

Błąd : ΔI = 0,1 mA

Napięcie Halla : woltomierz cyfrowy - błąd ± 0,3% na zakresie 2V

ΔUH = 0,006V

Tabela pomiarowa .

Lp.

I

-UH

+UH

UHśr

UHśrI

I2

UHśrΔI

IΔUHśr

IΔI

UH teoret

mA

V

V

V

V* mA

mA2

V* mA.

mA*V

mA2

1

1,25

0,030

0,030

0,030

0,038

1,56

0,003

0,008

0,125

1,25

2

2,5

0,060

0,060

0,060

0,150

6,25

0,006

0,015

0,250

2,5

3

3,75

0,090

0,090

0,090

0,338

14,06

0,009

0,023

0,375

3,75

4

5

0,120

0,188

0,119

0,595

25

0,012

0,030

0,500

5

5

6,25

0,148

0,146

0,147

0,919

39,06

0,015

0,038

0,625

6,25

6

7,5

0,175

0,172

0,1735

1,301

56,25

0,017

0,045

0,750

7,5

7

8,75

0,200

0,197

0,1985

1,737

76,56

0,020

0,053

0,875

8,75

8

10

0,225

0,220

0,2225

20225

100

0,022

0,060

1,000

10

9

11,25

0,246

0,243

0,2445

2,751

126,56

0,024

0,068

1,125

11,25

10

12,5

0,268

0,260

0,264

3,300

156,25

0,026

0,075

1,250

12,5

11

13,75

0,288

0,278

0,283

3,891

189,06

0,028

0,083

1,375

13,75

12

15

0,309

0,294

0,3015

4,523

225

0,030

0,090

1,500

15

Δ

±0,1

0,006

0,006

Σ

2,131

21,768

1015,6

0,212

0,588

9,750

Przykładowe obliczenia wielkości złożonych .

średnie napięcie Halla

współczynnik kierunkowy

c) stała Halla

obliczenie koncentracji nośników

obliczenie ruchliwości nośników

Rachunek błędów.

a)

Δα=1,17× 10-3

błąd ΔRH

ΔRH = 2,67×10-4 •(0,00117+0,05+0,046875) = 2,61×10-5 [m3/C]

błąd koncentracji nośników

błąd ruchliwości nośników

Zestawienie wyników pomiarów .

α = 0,021

Δα = 1,17× 10-3

RH = 2,67× 10-4 [m3/C]

ΔRH = 2,61× 10-5 [m3/C]

n = 2,337× 1022 [1/m3]

Δn = 2,284× 1021 [1/m3]

μ= 0,4× 10-6

Wnioski

Wykres jak i wyniki pomiarów uzyskanych podczas tego ćwiczenia świadczą o tym, iż pomiar napięcia Halla został przeprowadzony prawidłowo .

Charakterystyka jest liniowa a dzięki dość dokładnym miernikom cyfrowym wynikłe błędy są stosunkowo małe .