[물리학실험] Hall Effect 홀이팩트 실험 결과 보고서

Hall effect결과 보고서 1. 목적 Hall effect에 대해 이해하고 Hall effect 시험기를 사용하여 셈플의 데이터를 분석하여 n-type 반도체인지 p-type 반도체인지를 판단한다. 2. 실험이론 (1) hall effect란 자기장 내부에 전류가 흐를 수 있는 도체에 전류가 흐르면 도체를 통과하는 전기장이 발생 하는 것을 의미한다. 기전력의 방향에 따라 주요 운반체의 전하의 부호가 결정되고, 전기 전 도율의 측정과 조합하면 그 농도, 홀 이동도를 구할 수 있다. (2) 홀 전압 (Hall voltage) 홀 전압은 발생한 전기장 내부에 발생한 전위차를 의미한다. 전위는 도체를 중심으로 양 옆에 차이가 생기고 그러므로 도체를 통과하는 전위차가 생긴다. 이 홀 전압은 전기장의 세기와 동일하게 도체에 흐르는 전류의 세기와 자기장의 세기에 비례한다. (=비례상수(홀 계수), =전류의 세기, =자기장의 밀도) (도체가 무한히 길다고 가정) (3) 홀 계수 (Hall coefficient) 홀 효과가 나타날 때, 발생하는 유도 전기장을 전류 밀도와 자기장의 세기로 나눈 값으로, 비례계수 를 홀 계수라 하며, [㎥/C]의 단위를 가지고 있다. 재료마다 다른 값을 갖고 있으며, 아래에 주어진 식과 홀 전압, 전하 e의 값을 이용해 전자 수 n값을 결정할 수 있다. (4) 캐리어 농도 (Carrier Concentration) 반도체에서의 전하운반체 (전자,정공)의 농도, 공간에서 ‘단위체적당 입자 수‘ 캐리어 농도 = 단위부피당 전자,정공의 수 [개/㎤] = ∫ [에너지 상태 밀도 함수 D(E)] x [점유확률(페르미 함수) f(E)] dE : 열평형상태 하의 전도대 전자농도, : 가전자대 정공농도 [개/㎤] Ec : 전도대역, Ev : 가전자대역 f(E) : 페르미분포함수 (점유확률) D(E) : 단위에너지당 단위체적당 상태밀도 [1/eV][1/㎤] dE : 에너지범위 [eV] (5) 캐리어 이…
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