Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài số 3 Đo hệ số HALL

Giả sử ta có một mẫu phẳng bán dẫn có chiều dày d, có bốn tiếp điểm A, B, C, D. Cho dòng điện chạy vào bán dẫn qua tiếp điểm A, C ( IAC). Do sự chênh lệch điện áp giữa B và D ngay cả khi từ trường bằng 0. UBD khi đó được xác định như sau: Thay đổi giá trị của dòng điện và ghi lại những giá trị tương ứng của hiệu điện thế UBD, đây là hiệu điện thế giữa hai điểm B, D khi từ trường bằng 0.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo thực hành vật lý chất rắn - Bài số 3 Đo hệ số HALL BÁO CÁO THÍ NGHIỆM BÀI 3 ĐO HỆ SỐ HALL Nhóm 5: 1. Lê Văn Thuận 2. Nguyễn Thị Thúy Tình 3. Trần Thị Tuyết 4. Thongphanh Xiayalee Lớp: Cao học Vật lí K22. Chuyên ngành: Lý luận và Phương pháp giảng dạy Vật lí. Ngày thực hành: 24/5/2013. I. Tóm tắt nội dung Giả sử ta có một mẫu phẳng bán dẫn có chiều dày d, có bốn tiếp điểmA, B, C, D. Cho dòng điện chạy vào bán dẫn qua tiếp điểm A, C ( IAC). Do sựchênh lệch điện áp giữa B và D ngay cả khi từ trường bằng 0. UBD khi đóđược xác định như sau: Thay đổi giá trị của dòng điện và ghi lại những giá trị tương ứng củahiệu điện thế UBD, đây là hiệu điện thế giữa hai điểm B, D khi từ trường bằng0. Cho dòng điện chạy vào nam châm điện. Dưới tác dụng của từ trườngcuộn dây thi electron và lỗ trống cùng chạy về một mặt của bán dẫn, do đó sẽxuất hiện một hiệu điện thế UBD mới.Do giá trị của nó trong các trường hợpsau: + Cho B một giá trị không đổi trong giới hạn cho phép (Bmax =0,6 T),thay đổi I ( bằng cách điều chỉnh biến trở), ghi lại các giá trị của UBD tươngứng. + Cho IAC một giá trị xác định trong giới han IMax=30mA, thay đổi B(bằng cách thay đổi dòng vào nam châm điện) và ghi lại những giá trị của UBDhiển thị trên vôn kế. II. Kết quả thí nghiệm a) Điều kiện thực hiện phép đo. - Phép đo được thực hiện nhờ 1 nam châm điện có thể tạo ra từ trường cực đại Bmax = 0.6T. - Mẫu đo là một lá đồng hình chữ nhật có bề dày d = 0.5mm đặt vuông góc với từ trường của nam châm điện. - Hiệu điện thế UBD được đo nhờ một vôn kế điện tử. b) Kết quả. - Xử lý bằng số liệu. U(mV) RH RH I(mA) -5 B = 0(T) B = 0.3(T) (10 Ω/T) (10-5 Ω/T) 10 0.131 0.010 2.017 0.065 20 0.257 0.021 1.967 0.015 30 0.387 0.033 1.967 0.015 40 0.509 0.042 1.946 0.012 50 0.627 0.050 1.903 0.049 60 0.749 0.061 1.911 0.041 Giá trị 1.952 0.033trung bình Chiều dài mẫu : d = 0.5mm d RH  (U CD ( B 0)  U CD ( B 0) ) I AC .BVậy RH  1.952  0.033 (10-5 Ω/T) - Xử lý bằng đồ thị. d d d Ta có: RH  (U CD ( B 0)  U CD ( B 0) )  U  I  U I AC .B B.I B.RHBảng số liệu: IAC(mA) 10 20 30 40 50 60 ∆U(mV) 0.120 0.235 0.348 0.465 0.57 0.688Sử dụng phần mền Origin ta thu được hàm của IAC theo ∆UBD I ( mA) Y =-0.73693+88.38489 X 60 50 40 30 20 10 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 UCD(B=0)-UCD(B=0.3) dHệ số góc của đường thẳng ta thu được chính là giá trị của B.RH d d  0.5mm  = 88.38589 với  B.RH  B  0.3T RH = 1.885691 (10-5 Ω/T)  c) Các yếu tố ảnh hưởng đến phép đo. - Khách quan: + Điện trở các điểm nối trong mạch không thể bỏ qua. + Từ trường đi qua mẫu có thể bị ảnh hưởng bởi từ trường trái đất vàtừ trường do các thiết bị xung quanh gây ra. + Mẫu có thể không được đặt vuông góc với từ trường của nam châmđiện. - Chủ quan: + Thao tác thay đổi cường độ IAC còn chưa chuẩn xác. III. Thảo luận kết quả Theo như lý thuyết chúng ta xây dựng thì hệ số Hall phụ thuộc vàonồng độ hạt tải( electron và lỗ trống) khi cho dòng điện chạy qua bán dẫn vàđặt bán dẫn này trong từ trường thì trong bán dẫn nồng độ hạt tải khôngngừ ...