홀 효과 (Hall effect) 실험

소개

홀 효과에 실험 방법과 몇 가지 실험들
전류와 홀전압과의 관계, 전압과 자기장과의 관계, 온도와 전압과의 관계를 알아보기
밴드갭 에너지 구하기...
혼전압의 전위차와 자기장의 방향으로 운반자의 부호 알기

목차

◆실험 목적
◆실험 준비물
◆문 제
◆설치 밑 실험 절차
◆이 론( 수 식 )
◆결과 밑 고찰

본문내용

◆실험 목적
일부 재료에서는 다수 전하 운반자의 유형, 농도, 이동도 등을 결정할 경우가 있다. 그러나 이와 같은 값들을 간단한 전도율 측정 방법으로 알아내기는 힘들며, 홀 효과(Hall effect) 실험에 의해서만 값을 구할 수 있다. 홀 효과는 전하 입자의 움직이는 방향에 수직하게 자기장(magnetic field)이 가해질 때 자기장과 입자의 진행 방향에 수직하게 작용하는 힘이 생성되며( 전자일 때는 반대 방향의 힘이 생긴다), 이 힘이 움직이는 전하 입자에 가해지는 현상을 말한다.
이 때 휘는 방향을 보고 전자인지 아니면 전공인지를 확인 할 수 있다. 그리고 온도과 전압과의 상관관계를 이용하여 밴드 갭을 구할 수도 있다.

◆문 제
① 온도와 자기장을 일정하게 하고 전류를 변화시켜 홀 전압을 측정하여서 그래프를 그리고 홀 전압과 전류 사이의 상관관계를 알아보기.
② 온도와 전류를 일정하게 하고 자기장을 변화시켜 샘플 양단의 전압을 측정하여 자기장과 전압 사이의 관계를 알아보기.
③ 자기장을 없애고 전류를 일정하게 하고 온도를 변화시켜 샘플 양단의 전압을 측정하여 온도와 전압 사이의 관계를 알아보기. 그리고 측정된 값을 이용하여 Ge의 밴드간격을 계산하기.

※3실험 온도와 전압 데이터



3실험을 통해서 얻어진 온도의 역수와 전압의 역수 그래프를 나타낼 수 이었다.
이 그래프에서 X축에 2.55~2.72 부분 까지가 일직선이 나오는 것을 알 수 있었고, 이 부분의 기울기로 밴드 갭 에너지를 계산 할 수 있다.
기울기 b= -288
∴ Eg==eV
가 된다.
이 실험에서 온도가 440k 까지 올라가는데 조금 낮은 온도에서 실험을 멈추어서 데이터가 더 많이 나오지 않았다. 온도가 더 올라갔다면 아래 그래프에서 직선 부분이 더 길어져서 보다 더 정확한 데이터가 나오지 않았을까 생각된다.

참고자료

· 없음