变温霍尔实验讲义

的大小与散射机理及能带结构有关。

在弱磁场般为条件下，对球形等能面的非简并半导体，在较高温度晶格散射起主要作用情况下在较低的温度电离杂质散射起主要作用情况下对于高载流子浓度的简并半导体以及强磁场条件。

对于电子空穴混合导电的情况，在计算时应同时考虑两种载流子在磁场偏转下偏转的效果。

对于球形等能面的半导体材料，可以证明式中，分别为电子和空穴的迁移率，为霍尔因子，的大小与散射机理及能带结构有关。

从霍尔系数的表达式可以看出由的符号可以判断载流子的型，正为型，负为型。

由的大小可确定载流子浓度，还可以结合测得的电导率算出如下的霍尔迁移率对于型半导体，对于型半导体霍尔系数可以在实验中测量出来，表达式为式中，分别为霍尔电势样品电流样品厚度和磁感应强度。

单位分别为伏特安培，米和特斯拉。

但为与文献数据相对应，般所取单位为伏毫安厘米高斯则霍尔系数度测量及控制系统样品杆数据采集及数据处理系统特斯拉计恒温器电磁铁计算机及软件系统磁场可换向电源图二变温霍尔实验仪结构图三主要技术指标电磁铁可调励磁电源可调可自动换向稳定性﹤数字特斯拉计三位半数字显示恒流源输出稳定性数据采集系统霍尔电压测量最小分辨率温度变化测量范围电源材料电磁特性测试系统型变温霍尔效应实验仪四操作步骤及使用方法常温下测量霍尔系数和电导率打开电脑霍尔效应实验仪及磁场测量和控制系统电源开关。

以下简称或如电流有输出，则按下复位开关，电流输出为零。

将霍尔效应实验仪，拨至自动，拨至动态，将换向转换开关拨至自动。

按下复位开关，电流有输出，调节电位器，至电流为定电流值同时测量磁场强度。

亦可将开关拨至手动，调节电流将磁场固定在定值，般为即。

将测量样品杆放入电磁铁磁场中对好位置。

进入数据采集状态，选择电压曲线。

如没有进入数据采集状态，则按下复位开关后进入数据采集状态。

记录磁场电流正反向的霍尔电压。

可在数据窗口得到具体数值。

将拨至，记录电流正反向的电压。

按讲义计算霍尔系数，电导率等数据。

二变温测量霍尔系数和电导率将拨至，将温度设定调至最小往左旋到底，加热指示灯不亮将测量样品杆放入杜瓦杯中冷却至液氮温度。

将测量样品杆放入电磁铁磁场中对好位置。

重新进入数据采集状态。

电压曲线系统自动记录随温度变化的霍尔电压，并自动进行电流和磁场换向。

到了接近室温时调节温度设定至最大向右旋到底。

也可开始就加热测量。

到加热指示灯灭，退出数据采集状态。

保存霍尔系数文件。

将拨至将测量样品杆放入杜瓦杯中冷却至液氮温度。

将测量样品杆拿出杜瓦杯。

重新进入数据采集状态。

系统自动记录随温度变化的电压，到了接近室温时调节温度设定至最大。

当温度基本不变，退出数据采集状态。

保存电导率文件。

根据实验要求进行数据处理。

注样品为型锗长宽厚变温霍尔效应实验霍尔效应的测量是研究半导体性质的重要实验方法。

利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来确定半导体的导电类型和载流子浓度。

通过测量霍尔系数与电导率随温度的变化，可以确定半导体的禁带宽度杂质电离能及迁移率的温度系数等基本参数。

本仪器采用现代电子技术和计算机数据采集系统，对霍尔样品在弱场条件下进行变温霍尔系数和电导率的测量，来确定半导体材料的各种性质。

基本原理霍尔效应和霍尔系数霍尔效应是种电流磁效应如图图霍尔效应示意图当半导体样品通以电流，并加垂直于电流的磁场，则在样品两侧产生横向电势差，这种现象称为霍尔效应，称为霍尔电压，则叫做霍尔系数，为样品厚度。

对于型半导体样品，式中为空穴电荷电量，为半导体载流子空穴浓度。

对于型半导体样品，式中为电子电荷电量。

考虑到载流子速度的统计分布以及载流子在运动中受到散射等因素的影响。

在霍尔系数的表达式中还应引入霍尔因子，则修正为型半导体样品，型半导体样品，。

的大小与散射机理及能带结构有关。

在弱磁场般为条件下，对球形等能面的非简并半导体，在较高温度晶格散射起主要作用情况下在较低的温度电离杂质散射起主要作用情况下对于高载流子浓度的简并半导体以及强磁场条件。

对于电子空穴混合导电的情况，在计算时应同时考虑两种载流子在磁场偏转下偏转的效果。

对于球形等能面的半导体材料，可以证明式中，分别为电子和空穴的迁移率，为霍尔因子，的大小与散射机理及能带结构有关。

从霍尔系数的表达式可以看出由的符号可以判断载流子的型，正为型，负为型。

由的大小可确定载流子浓度，还可以结合测得的电导率算出如下的霍尔迁移率对于型半导体，对于型半导体霍尔系数可以在实验中测量出来，表达式为式中，分别为霍尔电势样品电流样品厚度和磁