Метода по лабам ФКС. 3 Лабораторная работа исследование зонной структуры кристаллов
 Скачать 0.83 Mb.
|
|
5.5. Вычисления 5.5.1. Полевая зависимость постоянной Холла Воспользовавшись таблицей измеренных в эксперименте EDS Σ (B), определить значения ЭДС Холла при каждом положительном и отрицательном значениях магнитной индукции B: ( ) ( ) (0). EDS Усреднить значения ЭДС Холла ср ( ) H U при каждом значении ±B и результаты занести в табл. 5.1 вычислений. Таблица 5.1 Полевая зависимость постоянной Холла и параметры образца ( ) ср ( ) ( ) , 2 H EDS B EDS B U + +В ср ( ) ( ) , 2 B B B + + − = Тл 3 , м Кл, мм В с Значения постоянной Холла H R рассчитать, воспользовавшись формулой ( ) ср 0 ср , H H U d R I B = (5.19) Полученную зависимость H R представить графически. 5.5.2. Расчет концентрации носителей заряда и их подвижности Концентрация носителей заряда в кристалле равна (см. 5.17) H H A n qR = (5.20) При расчетах принять A H = 1.1, что характерно при рассеянии носителей заряда на колебаниях решетки в кристаллах с ионно-ковалентной связью. Холловская подвижность носителей заряда H µ определяется из соотношения где σ – удельная проводимость образца 0 1 , v I l U dc σ = (5.22) Здесь U v1 и I 0 – напряжение и ток в образце соответственно. 5.5.3. Температурная зависимость постоянной Холла Результаты полученных в эксперименте значений EDS Σ (T) представить в виде температурной зависимости постоянной Холла. Для этого по формуле (5.19) рассчитать H R при каждой температуре и результаты занести в табл. 5.2. Таблица 5.2 Температурные зависимости постоянной Холла и параметров образцам Кл, мм В с Концентрацию носителей заряда и холловскую подвижность рассчитывать по формулами. Температурные зависимости ( ) ln 1 n T и ( ) 1 H T µ представить графически. По кривой ( ) ln 1 n T определить энергию активации образования носителей заряда в исследованном полупроводнике. Очевидно, что это возможно только при условии, когда exp 2 E n kT ∆ ∝ − . Тогда ( ) ln 2 , 1 n E k T δ ∆ = δ где постоянная Больцмана k = 8.617 · 10 –5 эВ. 5.6. Требования к отчету Отчет о работе должен содержать 1. Цель работы и схему измерений. 2. Таблицы с результатами измерений и вычислений. 3. Графики зависимостей ( ) H R f B = , ( ) ln 1 n f T = и ( ) 1 H f T µ = 4. Результаты расчетов концентрации носителей заряда и их подвижностей, энергии активации термогенерации равновесных носителей заряда E ∆ 5. Критическую оценку полученных результатов. 5.7. Контрольные вопросы 1. В чем состоит сущность эффекта Холла 2. Тензором какого ранга является постоянная Холла 78 3. Какие электрофизические параметры полупроводников можно исследовать с помощью эффекта Холла 4. Почему под действием силы Лоренца электроны и дырки в эффекте Холла отклоняются в одну сторону 5. Что такое подвижность носителей заряда и как определить доминирующий механизм рассеяния их в кристалле Список литературы Глинский Г. Ф. Полупроводники и полупроводниковые наноструктуры симметрия и электронные состояния. СПб.: Изд-во «Технолит», 2008. 324 с. Киреев ПС. Физика полупроводников. М Высш. школа, 1975. 79 СОДЕРЖАНИЕ Лабораторная работа 1. Исследование зонной структуры кристаллов ....................................................... 3 Лабораторная работа 2. Исследование собственного поглощения полупроводников ............................ 20 Лабораторная работа 3. Исследование линейного электрооптического эффекта в кристаллах фосфида галлия .............................................................................. 44 Лабораторная работа 4. Исследование тензоэффекта в кремнии .............................................................. 58 Лабораторная работа 5. Исследование эффекта Холла в полупроводниках ............................................ 67 80 Виолина Галина Николаевна Глинский Геннадий Федорович Зубков Василий Иванович Оптические и кинетические явления в твердых телах Лабораторный практикум Редактор ТА. Лунаева –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Подписано в печать 13.07.2010. Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 5.0. Гарнитура «Times New Roman». Тираж 170 экз. Заказ . –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5 |