В предлагаемой работе изучается движение носителей заряда в полупроводнике, помещенном в магнитное поле. Определяются тип проводимости, концентрация и подвижность носителей заряда.

Характер проводимости полупроводников, концентрацию и подвижность носителей можно определить на установке, схема которой приведена на рисунке Исследуемый образец полупроводника, изготовленный в виде прямоугольной пластинки с размерами $l \times d \times h,$ указанными на держателе, помещается в постоянное магнитное поле, создаваемое электромагнитом. Величина поля между полюсами N, S пропорциональна току в катушках, коэффициент пропорциональности $k$ указан на магните. Характеристики образца.

Направленное движение носителей происходит под действием ЭДС источника линейно меняющегося напряжения. Падение напряжения на сопротивлении $R,$ пропорциональное току через образец, и возникающая в точках 3, 4 разность потенциалов подаются на входы $X$ и $Y$ переходного модуля, содержащего соединительный блок NI CB-37F-LP. Специальным многожильным кабелем (SH37F-37M) блок соединён непосредственно с платой аналого-цифрового преобразователя многофункциональной платы сбора данных National Instruments NI6010, которая позволяет регистрировать осциллограммы сигналов на экранах виртуального осциллографа в $YT$ и $XY$ режимах средствами программного комплекса LabView (см. прил. 10). Плата NI6010 установлена в слот расширения компьютера типа PCI. Максимальный диапазон принимаемых сигналов $\pm$ 5В, поэтому для сигналов большей амплитуды используются делители, которые уменьшают сигналы до регистрируемого диапазона. Сигналы амплитудой выше 42 В приводят к выходу платы из строя.

Измеренная разность потенциалов является суммой холловской, контактной, термо-ЭДС, а также ЭДС за счет расположения контактов 3, 4 на неэквипотенциальных поверхностях. Для исключения указанных сторонних ЭДС можно воспользоваться тем, что они не меняют знак при изменении направления магнитного поля. Поэтому нужно измерить значения разности потенциалов $U_{34}$ при двух противоположных направлениях магнитного поля и отделить ЭДС Холла от дополнительных $U_{доп}$ с помощью соотношений: $$ U_{1} =U_{34} +U_{доп}, \ \ \ U_{1} =-U_{34} +U_{доп} , \ \ \ U_{H} =\frac{1}{2} (U_{1} -U_{2} ). $$ Изменение направления поля через образец можно осуществить поворотом образца на $180^{\circ}$ или изменением направления тока, протекающего через катушки электромагнита. Подумайте, какой метод предпочтительнее в данной установке и обоснуйте свой выбор.

Назад к Краткая теория или далее Контрольные вопросы и задания