Hall Effect (홀효과) 실험 보고서

소개

Hall Effect 실험 예비 보고서 입니다.
효과적인 그림을 삽입해 이해하기 쉽습니다.

목차

1.실험제목: Hall effect in n-germanium

2.실험목적: (1) 캐리어의 종류를 확인한다.
(2) 캐리어의 농도를 측정한다.
(3) 캐리어의 이동도를 측정한다
3.이론

4.실험방법

본문내용

1. 실험 제목: Hall effect in n-germanium

2. 실험 목적: (1) 캐리어의 종류를 확인한다.
(2) 캐리어의 농도를 측정한다.
(3) 캐리어의 이동도를 측정한다.

3. 실험이론:
<그림1>과 같이 n-type 반도체 양단에 전압 를 걸어 전류 를 흐르게 하면 반도체 내에 자유전자들은 전류와 반대방향으로 똑바로 흐른다.

하지만 여기에 <그림2>와 같이 전류방향에 수직한 자기장 를 걸어주게 되면 속력 을 가지고 움직이는 자유전자는 자기력 를 그림과 같은 방향으로 받게 되고 자유전자의 움직임은 그림과 같이 한쪽 방향으로 휘어져 움직이게 된다.

이런 식으로 시간이 지남에 따라 반도체 내의 자유전자는 한쪽 면에 쌓이게 되고 따라서 반도체의 양단은 전위차 가 생기게 된다. 이것은 즉 뱡향으로 전기장을 만든다는 것이다. 그렇다고 한없이 전자가 한쪽 면에 쌓이는 것은 아니고 충분히 시간이 지나면 한쪽 면에 쌓인 전자에 의한 전기력과 움직이는 전자의 자기력이 서로 평형을 이루게 되어 결국 전자는 처음과 같이 전류방향과 반대방향으로 똑바로 흐르게 된다. 이 때, 반도체 양단에 걸린 전압 을 홀전압이라고 부른다

자유전자의 농도 구하기
평항상태에 이르게 되면 이므로 다음 식이 성립한다.
(1)
홀전압을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(2)
식 (1)과 (2)을 합하면 다음 식을 얻을 수 있다.
(3)
또한 자유전자의 속도를 다음과 같이 나타낼 수 있다.
(4)
여기에서 은 자유전자의 농도를 말한다.
이제 식 (2)과 (4)번을 합하면 자유전자의 농도 을 다음과 같이 알 수 있다.
(5)

참고자료

· 없음