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.
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 .