Undotiertes Germanium Invariant zum Hall-Effekt

In einem College-Labor habe ich den Hall-Effekt in einem undotierten Germanium-Kristall untersucht. Die am Kristall induzierte Hall-Spannung ist bekanntermaßen

v H = R H B ICH T ,
wobei B die senkrechte Magnetfeldstärke ist, I der Strom durch den Kristall ist, T ist die Hallelementdicke und R H ist der Hall-Koeffizient gegeben durch

R H = 1 P e − 1 N e ,
mit e wobei die Elektronenladung und P Und N die Ladungsträgerdichte für die positiven bzw. negativen Ladungsträger ist. Ich stelle immer wieder fest, dass meine Hall-Spannung gegenüber der Änderung des Magnetfelds unveränderlich zu sein scheint. Es bleibt für alle Werte von auf einer konstanten negativen Spannung B (von 0 bis 0,07 Tesla). Weiß jemand warum das passiert? Es scheint im Widerspruch zu der mir gegebenen Formel zu stehen. Ich vermute, dass die Erhöhung des Magnetfelds dazu führt, dass die „Löcher“ und die Elektronen ihren positiven bzw. negativen Beitrag zur Hall-Spannung erhöhen, sodass sie sich effektiv gegenseitig aufheben. Dann erhalten wir nur deshalb eine konstante negative Hallspannung aufgrund der allgemein höheren Beweglichkeit der Löcher. Ich bin jedoch nicht in der Lage, diese Antwort mit der Formel zu korrigieren.

Eine obige Hypothese würde auch die Invarianz der Hall-Spannung gegenüber Temperaturänderungen ausreichend erklären, was auch im Experiment gefunden wurde.

Scannen Sie B oder ICH oder beides. Haben Sie Ihre Hypothese auch mit Ge -Eigenschaften abgeglichen ?
Ich scanne nur B. Außerdem, wie würde ich meine Hypothese mit diesen Diagrammen gegenprüfen, keine scheint das angelegte Magnetfeld und die Trägerdichte oder Hall-Spannung in Beziehung zu setzen.
Nun, ich hatte im Sinn: mehr Strom -> höhere Temperatur, also Mobilität vs. Temperatur, z. B. hätte von Interesse sein können (wie vor der Bearbeitung, Sie haben Strom geschrieben). Jetzt, wo es das Feld ist. Ich denke auch nicht, dass sich in diesem Bereich das Feld ändern würde P noch N
Wie hoch ist Ihre konstante Spannung (bei B = 0 auch?) Erwartete Werte verglichen und Ihre Geometrie- und Literaturwerte angegeben P Und N . Ist es möglich, dass Sie haben P = N und die konstante Spannung innerhalb der Fehlerbalken Null ist?

Antworten (1)

In Halbleitern, bei denen sowohl Elektronen als auch Löcher zum Hall-Effekt beitragen, ist die obige Formel für den Hall-Koeffizienten falsch. Selbst bei gleichen Elektronen- und Lochkonzentrationen n und p heben sich die Wirkungen der positiven und negativen Ladungsträger auf den Hall-Koeffizienten im Allgemeinen nicht auf, da die Elektronen- und Lochmobilitäten in die richtige Formel für den Hall-Koeffizienten eingehen. Dies zeigt sich in der korrekten Formel für den Hall-Koeffizienten inklusive der gleichzeitigen Effekte von Elektronen und Löchern (s. Wikipedia Hall-Effekt). Germanium hat eine viel größere Elektronenmobilität als Lochmobilität. Daher ist selbst für n = p ein negativer Hall-Koeffizient zu erwarten, was die Experimente wie vermutet erklärt.

Undotiertes Germanium Invariant zum Hall-Effekt
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v