홀효과

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이번 실험에서는 전류, 자기장, 온도를 변화시키면서 N-type 과 P-type의 게르마늄의 Hall Voltage를 측정하였다. 이를 통해서 각 type의 게르마늄에서의 전하 운반자가 무엇이며, 밀도는 얼마인지, 그리고, mobility는 얼마인지를 계산할 수 있었다. 실험결과 N-type과 P-type의 게르마늄의 전자운반자는 각각 electron과 positive hole이라는 것을 알 수 있었다. 뿐만 아니라, Hall voltage는 전류와 자기장에 비례하며, 온도에 따라서는 반비례하는 양상을 가짐을 확인할 수 있었다. 하지만, 온도의 의존성의 경우에는 N-type과 P-type의 개형이 달랐다.

Hall effect는 금속이나 반도체를 자기장 속에 넣고 자기장의 방향에 직각으로 고체 속에 전류를 흘리면, 자기장과 전류의 방향에 각각 직각인 방향으로 고체 속에 전기장이 형성되고 Hall voltage가 발생하는 현상을 말한다. 이러한 홀 효과를 이용하면 반도체 재료의 전기전도도, mobility(이동도), 전자 운반자의 밀도, 및 P형인지 N형인지를 판별할 수 있다.

참고 자료

Arthur Beiser, 현대물리학, pp. 450~457, 6th ed.
www.answers.com/topic/energy-bands