Заказ работы

Заказать
Каталог тем

Самые новые

Значок файла Пределы: Метод. указ./ Составители: С.Ф. Гаврикова, И.В. Касымова.–Новокузнецк: ГОУ ВПО «СибГИУ», 2003 (6)
(Методические материалы)

Значок файла Салихов В.А. Основы научных исследований в экономике минерального сырья: Учеб. пособие / СибГИУ. – Новокузнецк, 2004. – 124 с. (4)
(Методические материалы)

Значок файла Дмитрин В.П., Маринченко В.И. Механизированные комплексы для очистных работ. Учебное посо-бие/СибГИУ - Новокузнецк, 2003. – 112 с. (7)
(Методические материалы)

Значок файла Шпайхер Е. Д., Салихов В. А. Месторождения полезных ископаемых и их разведка: Учебное пособие. –2-е изд., перераб. и доп. / СибГИУ. - Новокузнецк, 2003. - 239 с. (6)
(Методические материалы)

Значок файла МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ДИПЛОМНЫХ ПРОЕКТОВ Для студентов специальности "Металлургия цветных металлов" (4)
(Методические материалы)

Значок файла Учебное пособие по выполнению курсовой работы по дисциплине «Управление производством» Специальность «Металлургия черных металлов» (110100), специализация «Электрометаллургия» (110103) (5)
(Методические материалы)

Значок файла Контрольные задания по математике для студентов заочного факультета. 1 семестр. Контрольные работы №1, №2, №3/Сост.: С.А.Лактионов, С.Ф.Гаврикова, М.С.Волошина, М.И.Журавлева, Н.Д.Калюкина : СибГИУ. –Новокузнецк, 2004.-31с. (8)
(Методические материалы)

Каталог бесплатных ресурсов

Исследование эффекта Холла в полупроводниках

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ1 ЦЕЛЬ РАБОТЫИсследование эффекта Холла и определение типа, концентрации и подвижности носителей заряда в полупроводнике.2 БИБЛИОГРАФИЯ1 Савельев И.В. Курс физики: Учеб. пособие для студентов втузов.- [В 3-х т.].- Т.2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика.- М.: Наука, 1989.- 496 с. 2 Трофимова Т.И. Курс физики.- М.: Высш. шк., 1998.- 478 с.3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕСуть эффекта Холла заключается в следующем: если через металлическую или полупроводниковую пластинку, помещенную в магнитное поле, пропустить постоянный ток плотностью , направление которого перпендикулярно вектору , то на ее плоскостях в направлении, перпендикулярном и , возникнет разность потенциалов j1 - j2. Появление поперечной разности потенциалов на проводнике с током в магнитном поле называется эффектом Холла (рисунок 1).
Рисунок 1

Холловская разность потенциалов определяется выражением                             UН = R b j B,                                               (1)где b - расстояние между рассматриваемыми параллельными гранями проводника; j - плотность тока; В - магнитная индукция поля; R - коэффициент пропорциональности (постоянная Холла).Простейшая микроскопическая теория эффекта Холла основана на представлении о свободных носителях заряда в проводнике. Рассмотрим проводник в форме прямоугольной пластинки, через которую течет ток плотностью j (рисунок 2).
Рисунок 2

В отсутствие магнитного поля ток в пластинке обусловлен электрическим полем , создаваемым внешним источником. Эквипотенциальные поверхности этого поля образуют систему перпендикулярных к вектору  плоскостей. Две из них изображены на рисунке 2 сплошными линиями. Потенциал в любой точке каждой из плоскостей, а, следовательно, и в точках 1 и 2, одинаков. Поскольку носители заряда – электроны - имеют отрицательный заряд, то скорость их упорядоченного движения  направлена противоположно вектору плотности тока . При появлении магнитного поля, перпендикулярного направлению тока, каждый носитель отрицательного заряда оказывается под воз-действием силы Лоренца, действующей со стороны магнитного поля и направленной как показано на рисунке 2 вдоль оси y вверх.                                  = е [ ] ,                                            (2)или в скалярной форме:                                  Fл = е ? <v> ? B.                                            (3)В результате у электронов появляется составляющая скорости, на-правленная к верхней границе пластины. У этой грани образуется избыток отрицательных зарядов, у нижней, соответственно, их недостаток. Следовательно, возникает дополнительное поперечное электрическое поле  и сила е , действующая на носители тока в направлении, противоположном силе Лоренца. При равенстве этих сил устанавливается стационарное распределение зарядов в  поперечном направлении. Соответствующее значение Е­b определяется условиемFл = Fe ,или                                              е <v> B = еЕb ,        откуда                                          Еb = <v> B.                                          (4)Поле складывается с полем , образуя результирующее поле . Поскольку эквипотенциальные поверхности должны оставаться перпендикулярными вектору напряженности поля, они займут положение, изображенное на рисунке 2 пунктиром. Точки 1 и 2, которые прежде лежали на одной и той же эквипотенциальной поверхности, теперь имеют разные потенциалы. Разность потенциалов между точками 1 и 2 связана с напряженностью поля Еb cоотношением:                         U1,2 = b Eb = b<v>B.                                      (5)Учитывая, что средняя скорость упорядоченного движения носителей заряда связана с плотностью тока соотношениемj = e n <v>,        или   <v> =  ,                        (6)находим                                                                       (7)Полученная формула совпадает с выражением (1), если положить                                    .                                          (8)Таким образом, постоянная Холла зависит от концентрации носителей заряда. Определив экспериментально R, можно найти и концентрацию носителей заряда. Важной характеристикой проводника является подвижность в нем носителей заряда. Подвижностью носителей заряда называется средняя скорость, приобретаемая носителями в электрическом поле, напряженность которого равна единице:                                        .                                          (9)Подвижность можно связать с проводимостью s и концентрацией носителей заряда. Действительно, j = e?n?<v>. Поделим обе части равенства на напряженность поля Е:Приняв во внимание, что , получим                                    s = e n <vо>.                                        (10)Измерив постоянную Холла и проводимость s, можно по формулам (8) и (10) найти концентрацию и подвижность носителей тока в образце. Нетрудно видеть, что знак поперечной разности потенциалов U1,2 зависит от знака движущихся зарядов. На рисунке 3 показан эффект Холла

Размер файла: 141.5 Кбайт
Тип файла: doc (Mime Type: application/msword)
Заказ курсовой диплома или диссертации.

Горячая Линия


Вход для партнеров