홀효과 실험 결과 보고서

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험방법
4. 측정값
5. 결론 및 검토

본문내용

1. 실험 목적
홀 효과(Hall Effect)란 도체가 자기장 속에 놓여있을 때 그 자기장에 직각 방향으로 전류가 흐르면, 자기
장과 전류 모두에 수직인 방향으로 전위차(홀 전압)가 발생하는 현상이다. 1879년 에드윈 허버트 홀
(1855-1938)에 의해 발견되었다.
홀 전압의 크기는 전하 밀도에 의존하기 때문에, 반도체에서의 전압은 순수한 금속 도체에서보다 더 크
다. 이 실험에서는 n-도핑 게르마늄 반도체를 사용한다. 또한 홀 전압의 크기는 자기장의 세기에 따라
달라진다. 오늘날 전자 공학에서, 홀 효과는 자기장의 세기와 방향을 측정하는 데에 이용된다.
2. 실험 원리

도체에 작용하는 로렌츠 힘(FL)은 홀 효과의 전기장에 의한 전기력(Fe)과 균형을 이룬다.
홀 효과는 금속 또는 도핑된 반도체에서 전하 수송의 극히 작은 매개변수들을 결정하기 위한 연구의 중
요한 실험적 방법이다.
이 실험에서 홀 효과를 조사하기 위하여, 직사각형의 n-도핑 반도체 조각을 균일한 자기장 B의 영역에
놓는다. 전류 I가 직사각형 샘플을 흐를 때, 홀 효과에 의한 전압(홀 전압)이 자기장 B와 전류 I에 직각을
이루도록 형성된다.
홀 효과 실험은 전류의 흐름에서 전하 운반자의 부호를 결정한다. 전류는 한 방향으로 움직이는 음전하그림 1a) 또는 그 반대 방향으로 움직이는 양전하(그림 1b)로 생각할 수 있다. 그것이 실제로 어떤 것인지 확인하기 위하여, 반도체를 전류의 방향과 교차하는 자기장의 영역에 놓는다. 움직이는 전하는 로렌츠 힘을 받게 된다.

참고 자료

일반물리학실험, 제 4판, 부산대학교 물리학교재편찬위원회, 청문각, 2016년
http://physica.gnu.ac.kr/physedu/modexp/Millikan/main.htm