홀 효과의 개념 이해 n형 반도체와 p형 반도체 홀 효과 측정

목차

1. 목적

2. 이론

3. 실험장치

4. 실험방법

5. 결과

6. 논의및결론

본문내용

. 이때역시 이때 전류를 측정하는 Digital multimeter는 30(mA)를 유지할 수 있 도록 Connection box의 저항을 조절해주어야 한다.
7) 시편을 p-Ge carrier board로 교환한 다음 4~6번 방법으로 자기장을 증가시키면서 전압을 측정하여 기록하자.
5 . 측정 및 계산
표1. n-Ge와 p-Ge 일 때 B와의 값 결과표
I=30mA
n-Ge
p-Ge
B(mT)
(mV)
(mV)
20
3
-6.7
40
6.8
-11.4
60
10.8
-15.9
80
14.7
-20.6
100
18.6
-25.3
120
22.5
-29.8
140
26.4
-34.2
160
30.3
-38.5
180
34.2
-42.9
200
38.1
-47
220
42
-51
240
45.9
-55.1
260
49.8
-58.9
280
53.5
-62.6
300
57.3
-66.4
그래프1. n-Ge 일 때 B-의 관계 그래프
n형 반도체에서 B의 값이 증가할수록 양의 값으로 의 값이 증가함을 보인다.
1) n형 반도체일 때 홀 계수 의 값을 구해보면
, 여기에서
→ 기울기 ×
⇒ 0.1791(mV/mT) × =
∴ = 이론값 =
오차 = ⇒
2) n형 반도체일 때 케리어 농도 n을 구해보면
∴ 이론값
오차 = ⇒
그래프2. p-Ge 일 때 B-의 관계 그래프
p형 반도체에서 B의 값이 증가할수록 음의 값으로 의 값이 감소함을 보인다.
3) p형 반도체일 때 홀 계수 의 값을 구해보면
, 여기에서
→ 기울기 ×
⇒ 0.1955(mV/mT) × =
∴ = 이론값 =
오차 = ⇒
4) p형 반도체일 때 케리어 농도 n을 구해보면
∴ 이론값
오차 = ⇒
그래프3. n=Ge , p-Ge 일 때 B-의 관계 그래프
6 . 논의 및 결론
이번 실험의 목적은 홀 효과의 개념을 이해하고 n형 반도체와 p형 반도체의 홀 효과를 측정하고 홀 계수의 부호와 크기를 결정하고 케리어 농도를 결정하는 것이다.
홀 효과란 자기장에 놓여진 고체에 자기장과 수직인 전류가 흐를 때, 그 고체 내부에 횡단 방향의 전기장이 생성되는 현상을 말한다. 이번 실험에서는 자기장에 변화에 따라 각각의 반도체의 이 어떻게 변하는지 측정하였다. 표1를 보게 되면 n형반도체와 p형 반도체에 대한 자기장에 따른 의 변화를 측정한 것이다. 그래프 1,2를 보면 n형 반도체에 경우 자기장이 증가할수록 가 증가하였고 p형 반도체에 경우 자기장이 증가할수록 가 감소함을 알수 있었다. 또한 n형 반도체일 경우 홀 계수 값은 ) 나왔고 케리어 농도는 ) 의 값이 나왔다. p형 반도체의 경우는 홀 계수 값은 ) 이고, 케리어 농도는 )의 값이 나왔다. 홀 계수의 경우 의 식으로부터 이므로 홀 계수 를 이끌어 낼수 있었다. 케리어 농도 역시 으로부터 n값을 구할수 있었다.
결론적으로 이번 실험을 통해 홀 효과에 대해 이해 할수 있었고 각각의 반도체에 대한 자기장에 따른 값이 다름을 알수 있었다. 또한 오차는 좀 났지만 홀 계수 값과 케리어 농도 값도 구할수 있었다.

키워드

콤프턴 효과,   밀리컨 기름방울 ,   비파괴 C스캔