Determinați concentrația și mobilitatea suporturilor de încărcare

Scopul lucrării. Determinați concentrația și mobilitatea purtătorilor de sarcină în tip Ge n și p, utilizând efectul Hall. Determinați lățimea benzii interzise Ge de la dependența de temperatură a constantei Hall în regiunea conductivității intrinseci.







SCURTĂ INFORMAȚII TEORETICE

Să luăm în considerare efectul unui câmp magnetic asupra semiconductorilor, prin care curge un curent electric, plasat într-un câmp magnetic. În perpendiculară pe direcția de mișcare a sarcinilor. Fie ca semiconductorii să aibă forma unui paralelipiped cu o secțiune db. Câmpul electric (E) este orientat de-a lungul axei y, iar câmpul magnetic (B) este de-a lungul axei: (Fig.1.1). Sub acțiunea unui câmp electric, purtătorii de încărcare primesc o viteză de mișcare orientată V d - viteza de derivație: în câmp - pentru găuri și împotriva câmpului - pentru electroni.

În cazul purtătorilor de sarcină - găuri (. Figura 1.1 a), sub acțiunea câmpului magnetic B z (forța Lorentz) vor fi deviate pe fața din stânga a eșantionului și pe această față se va colecta sarcină electrică pozitivă, iar pe fața opusă rămâne sarcină negativă necompensate.

Determinați concentrația și mobilitatea suporturilor de încărcare

Figura 1.1. Schema EMF Hall în semiconductori cu conductivitate: conductivitate a - gaură; b - conductivitatea electronică; c - conductivitate mixtă

În cazul purtătorilor de sarcină - (. Figura 1.1b) electroni, sub acțiunea câmpului magnetic B (forța Lorentz) se vor abate de asemenea, la fața stângă și se acumulează acolo creând o sarcină negativă pe fețele opuse vor rămâne polo decompensat - taxa zhitelny.







Forța Lorentz F care acționează pe un electron sau o gaură în mișcare este perpendiculară pe viteza de mișcare a unui electron sau a orificiului Vd și prin inducerea unui câmp magnetic B:

unde q o este sarcina de electron;

μ este mobilitatea în derivă;

m * este masa efectivă a purtătorului de sarcină;

- timpul mediu de relaxare.

- Ecuația (1.4) nu poate fi îndeplinită simultan pentru toți electronii (găurile) cu diferite mărimi și în direcția vitezei;

- de fapt, în stare de staționare nu se produce atunci când forța Lorentz echilibrează câmpul electric Hall pentru fiecare electron care, în general, nu poate fi, iar atunci când încărcătura de pe fețele laterale ale probei încetează să se acumuleze, adică când curentul. create de câmpul Hall, compensează curentul cu marginea laterală creată de câmpul magnetic.

Dependența de temperatură a coeficientului Hall

Coeficientul Hall depinde de temperatură, deoarece concentrația purtătorului se modifică odată cu modificarea acestuia. Prin măsurarea tensiunii Hall și tine - inclusiv coeficientul Hall într-un anumit interval de temperatură, este posibil să se obțină date experimentale ale con dependenței de temperatură - centrarea transportatorilor pentru care energia este calculată activ - donatorilor sau AREA acceptori.

Determinați concentrația și mobilitatea suporturilor de încărcare

Luăm măsurători ale căderii de tensiune și EMF Hall pe eșantionul nr. 1 pentru două direcții curente.

Calculam conductivitatea electrică a probei pentru ambele direcții ale curentului și media celor două măsurători pentru σ.

Calculam magnitudinea și semnul constantei Hall.

cu A n = 1, iar mișcarea - conform formulei

și mobilitatea prin formula

Calculăm constanta Hall folosind

Mobilitatea purtătorilor de sarcină la temperatura de măsurare se calculează prin formule

Temperatura este determinată în grade Kelvin.

Se compară complotul lui lg n i = 10 3 / T

calcula lățimea benzii interzise a semiconductorului.

Fondatorul tuturor specialităților de luare a instrumentelor a fost Departamentul de Mecanică de Precizie, care a fost deschis în 1961 la Facultatea de Construcții de Mașini.
În 1976, a fost organizată Facultatea de Optică și Mecanică.







Articole similare

Trimiteți-le prietenilor: