Обработка и анализ полученных результатов. 1. Для осуществления расчетов необходимо открыть окно «построитель выражений», нажать кнопку «Новое».
1. Для осуществления расчетов необходимо открыть окно «построитель выражений», нажать кнопку «Новое».
2. Определить температурную зависимость постоянной Холла Rx по формуле (4.9)
3. Определить температурную зависимость концентрации свободных носителей заряда, используя уравнение (4.10).
4. Рассчитать значения ln(n) и 1/T.
5. Температурная зависимость сопротивления исследуемого образца определяется по закону Ома: R = U/I
6. Рассчитать температурные зависимости удельного сопротивления и электропроводности исследуемого образца соответственно по уравнениям:
r = R·a·b/l , (4.17)
s = 1/r , (4.18)
где a, b – ширина и толщина образца, l – длина.
7. Рассчитать значения ln (s).
8. Рассчитать подвижности свободных носителей заряда по уравнению (4.15).
9. Рассчитать значения ln (μ).
10. Построить график температурной зависимости концентрации свободных носителей заряда в координатах: ln(n) = f( 
).
11. Построить график температурной зависимости постоянной Холла.
12. Построить график температурной зависимости подвижности носителей заряда μ.
13. Аналогичным образом построить график температурной зависимости электропроводности исследуемых образцов в координатах: σ=f(T) и ln(σ) = f( ).
14. Путем графического дифференцирования зависимостей ln(n) = f( ) и ln(σ)=f( ) определить энергию ширины запрещенной зоны полупроводника, используя следующее уравнение Ea = 2∙k|tg α|, где k – постоянная Больцмана.
15. Результаты занести в таблицу 8.
Параметры образца: толщина h = 0,3 мм, длина 1 мм, ширина 1 мм.
16. Выводы.
Таблица 8
Измерения и расчёты
| Температура. °С | Измеряемые величины | Рассчитанные величины | ||||||
| I, мА | B, T | U, B | EDS, В | m | s, (Ом·м)-1 | 1/T, °С-1 | n | |
Содержание отчета по работе
Отчет по работе должен содержать следующую информацию:
1. Название и цель работы.
2. Основные теоретические положения.
3. Последовательность проведения эксперимента.
4. Расчет характеристик, построение графиков, таблица результатов 8.
5. Вывод по работе.
6. Ответы на контрольные вопросы.
Контрольные вопросы
1. Классификация полупроводников
2. В чем сущность эффекта Холла?
3. Какой смысл имеет постоянная Холла?
4. Какие электрофизические свойства полупроводников можно исследовать с помощью эффекта Холла?
5. Почему под действием силы Лоренца электроны и дырки отклоняются в одну сторону?
6. Какие физические процессы определяют величину подвижности носителей заряда в полупроводниках?
7. Как объяснить природу возникновения дополнительной ЭДС, возникающей при исследовании эффекта Холла?
8. Как определить доминирующий механизм рассеяния носителей заряда?
9. В чем сущность эффекта Холла в полупроводниках со смешанным типом приводимости?
Библиографический список
К лабораторной работе № 4
1. Филиков В.А. Электротехнические и конструкционные материалы / В.А. Филиков, В.Н. Бородулин, В.Н. Матюнин, А.С. Воробьев – М.: «Академия», 2009. – 280 с.
2. Абрамов В.Б. Автоматизированная лабораторная установка для исследования свойств полупроводниковых материалов / В.Б. Абрамов., И.А. Аверин, О.В. Карпанин, С.П. Медведев, А.М. Метальников, Р.М. Печерская – Пенза, ПГУ, 2008, – 35 с.
Лабораторная работа № 5