Эффект Холла в металлах и полупроводниках

- электронный полупроводник:

= 0; R = − ; < 0;

 

 

- собственный полупроводник:

p = n; x = 1; .

Обычно >1, поэтому в собственном полупроводнике < 0. Если = 0 и – это соответствует тому, что отклоняемые в одну и ту же сторону электроны и дырки не создают поля Холла – их заряды компенсируют друг друга и поле не возникает. Если же ≠ 0, ≠ 0, и знак определяется знаком носителей заряда, имеющих бо́льшую подвижность.

Постоянная Холла в  полупроводнике в области смешанной  проводимости определяется четырьмя величинами: p, n, σ определяется теми же величинами.

Обозначив

                                    (24)

Выражение (24), как и (23), показывает, что относительный вклад быстрых носителей заряда в образование поля Холла определяется величиной , в то время как их вклад в проводимость определяется величиной , т.е. в эффекте Холла носители заряда с бо́льшей подвижностью играют бо́льшую роль, чем в проводимости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

На основании материала, изложенного в курсовой работе, можно  сделать следующие выводы. Во-первых, удалось обнаружить у некоторых  металлов аномальный положительный  эффект Холла, что свидетельствует  о дырочной проводимости. Это не в силах объяснить теория свободных  электронов, предписывающая металлам электронную проводимость. Во-вторых, значения постоянных Холла для полупроводников  на несколько порядков больше, чем  для металлов, что объясняется  низкой концентрацией свободных  носителей заряда у полупроводников  по отношению к металлам, а подвижность  у тех же полупроводников, наоборот, выше, чем у металлов. Также обнаружен  спонтанный эффект Холла у ферромагнетиков  в отсутствии внешнего магнитного поля, что можно объяснить ничем иным, как действием на электроны поля магнитных доменов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

[1] Киреев, П. С. Физика  полупроводников: учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 1975. – 584 с.

[2] Ашкрофт, Н., Мермин, Н.Физика твёрдого тела: учеб. пособие. В 2 т. – М.: Мир, 1979 – т. 1. – 458 с.

[3] Шалимова, К. В. Физика полупроводников: учеб. пособие. – М.: Энергия, 1976. – 416 с.

[4] Бонч-Бруевич, В. Л., Калашников, С. Г. Физика полупроводников: учеб. пособие. – М.: Наука, 1975. – 672 с.

[5] Зеегер, К. Физика полупроводников: учеб. пособие. – М.: Мир, 1977. – 616 с.

[6] Фистуль, В. И. Введение в физику полупроводников: учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 1975. – 296 с.

[7] Епифанов, Г. И. Физика твёрдого тела: учеб. пособие. – М.: Высш. школа, 1977. – 288 с.

[8] Дорфман, Я. Г.Физика металлов: учеб. пособие. – М., Л. Гос. техн.-теоретич. изд., тип. им. Евг. Соколовой в Лгр., 1933. – 551 с.

[9] Горбачёв, В.В. Физика полупроводников и металлов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металургия, 1982. – 336 с.

[10] Овчаренко, Н. И. Гальваномагнитные явления в полупроводниках и их техническое использование. – М.: Высш. школа, 1961. – 100 с.

[11] Гольдаде, В.А., Пинчук, Л. С. Физика конденсированного состояния: учеб. пособие. – Минск: Беларуская наука, 2009. – 657 с.

[12] Берман, Р.Теплопроводность твёрдых тел: учеб. пособие. – М.: Мир, 1979. – 286 с.

[13] Стильбанс, Л. С. Физика полупроводников: учеб. пособие. – М.: Советское радио, 1967. – 451 с.

[14] Киттель, Ч. Введение в физику твёрдого тела: учеб. руководство. – М .: Наука, 1978. – 791 с.

[15] Слэтер, Д. Диэлектрики, полупроводники, металлы: учеб. пособие. – М.: Мир, 1969 – 648 с.

[16]  Смит, Р. Полупроводники: учеб. пособие. – М.: Мир, 1982 – 560 с.

[17] Зиновьев, В. Е. Кинетические свойства металлов при высоких температурах: справочное изд. – М.: Металлургия, 1984 – 200 с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ А

 

Сравнение экспериментальных значений коэффициента Холла с вычисленными согласно теории свободных электронов [14]

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

Угол Холла  при дырочной (а) и электронной (б) проводимости

 

Угол Холла для полупроводника n-типа

tg =

 

Угол Холла для полупроводника p-типа

tg =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Эффект Холла  в проводнике с двумя типами носителей  заряда

Дырочный полупроводник:

= 0; R = ; >0.

 

Электронный полупроводник:

= 0; R = − ; < 0.

 

Собственный полупроводник:

 

p = n; x = 1; .

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Зависимость Э.Д.С. Холла от намагниченности для  ферромагнетиков