===== Задание =====

  - Соберите схему задав направление тока через образец (выводы 1, 2) и направление магнитного поля, по знаку ЭДС Холла (выводы 3, 4 --- выходят из датчика и напрямую подключатся ко второму входу [[tex:USB-АКИП|USB осциллографа АКИП-72205А]]) определите тип проводимости полупроводника. Изменив направление тока или положение образца, убедитесь, что $U_{34} > U_{доп} $ и Ваш вывод верен. 
  - Для вычисления протекающего через датчик тока воспользуйтесь стрелочным амперметром включенным в цепь датчика. Он показывает среднеквадратичное значение переменного тока. Полученные напряжения по первому каналу осциллографа пропорциональны этому току.
  - Запишите зависимость $U_{34}(I)$ при различных (не менее трех) значениях магнитного поля и для остаточного магнитного поля (ток через катушки электромагнита равен нулю). Постройте графики зависимости $U_{34}(I),$ отделив $U_{34}$ от $U_{доп}$ во всех измерениях. 
  - Используя полученные графики и уравнение для $U_H$, определите концентрацию носителей заряда. 
  - Рассчитайте подвижность $\sigma$ носителей заряда, определив предварительно $\sigma$ по одной из формул: $$j=\sigma E, \ \ \ \ \sigma =\frac{1}{\rho } =\frac{l}{RS}.$$
  - Укажите источник ошибок и оцените их величину.
  - Сравните полученные результаты с табличными и определите материал изучаемого полупроводника.

Таблица 1
Полупроводниковые материалы

^ Кристалл ^ $E_g$, эВ при 300 К ^ $\frac{m_n^*}{m_0}$ ^ $\frac{m_p^*}{m_0}$ ^ Подвижность электронов, $\frac{см^2}{В с}$ ^ Подвижность дырок, $\frac{см^2}{В\cdot с}$ ^ $\sigma_I$ (Ом $\cdot$ см)$^{-1}$ ^
| Кремний (Si) | 1,14 | 0,26 | 0,49 | 1300 | 500 | $5\cdot 10^{-6}$ |
| Германий (Ge) | 0,67 | 0,12 | 0,3 | 3900 | 1900 | $2\cdot 10^{-2}$ |
| Антимонид индия (InSb) | 0,18 | 0,013 | 0,5 | 77000 | 750 | $2\cdot 10^{-2}$ |



===== Содержание отчёта =====

Отчёт должен содержать следующие измеренные данные и результаты их обработки и анализа: 

  * тип проводимости полупроводника;
  * графики зависимости напряжения $U_{34}$ от тока $I$ через образец при различных направлениях тока и различных положениях образца; 
  * из полученных данных $U_{34}(I),$ используя соотношение для связи напряжений, постройте зависимость $U_{H}(I);$
  * график зависимости $U_{H} (Р)$ от магнитного поля при постоянном токе; 
  * значение концентрации носителей заряда;
  * значение подвижности носителей заряда;
  * оцените ошибки измерений, сравните полученное значение подвижности с табличным и определите материал образца. 

===== Дополнительные вопросы =====


  - Предложите методы измерения магнитного поля.
  - Оцените влияние остаточной намагниченности сердечника электромагнита на результаты эксперимента.
  - Получите выражение для подвижности $u$, если известно среднее время между соударениями носителей заряда. 



===== Библиографический список =====

  - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1Lv3UJ-za_lBqbKY2piSA3byOMhM3ATlL/view?usp=drivesdk|Бонч-Бруевич В.Л., Калашников С. Г., Физика полупроводников. М.: Наука, 1990.]]
  - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1MBxaO8BT2Eo4pTRcDVCkbcAgvU4c82HO/view?usp=drivesdk|Левинштейн М.Е., Симин Г.С., Барьеры. М.: Наука, 1987.]]
  - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1iUCeAUrP9YGhbpCAr5siMRrzxhV8YC5i/view?usp=drivesdk|Киттель Ч., Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978.]]
  - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1vr9Z94NNmJZFvWRayKXm0q8ucBa7x7nw/view?usp=drivesdk|Сивухин Д.В. Общий курс физики. М.: Физматлит: Изд-во МФТИ, 2002. Т. 3: Электричество.]]
  - [[https://drive.google.com/a/nsu.ru/file/d/1Uv7Op29poqyGLwLIr1VcbcCPaUXISvVn/view?usp=drivesdk|Князев Б.А., Черкасский В.С. Начала обработки экспериментальных данных. Новосибирск: НГУ, 1996.]]
  - Батурина Т.И., Физика полупроводников. Учеб.-метод. пособие. Новосибирск: НГУ, 2000.

Назад к  [[:lab4:контрольные_вопросы42|Допуску к эксперименту]] или далее к [[lab4:lab4|описанию ]] лабораторных работ "Электрические и магнитные свойства твердых тел"