[고급물리학 실험] 홀 효과 (Hall Effect) 실험

소개글

[고급물리학 실험] 홀 효과 (Hall Effect) 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Ⅰ. Introduction

Ⅱ. Theory

Ⅲ. Experiment

Ⅳ. Data & Results

V. Discussion

Ⅵ. Conclusion

Ⅶ. Reference

본문내용

63093737
150
0.15
29.6
0.0296
0.006577778
9.48983
0.165896035
200
0.20
39.7
0.0397
0.006616667
9.43405
0.166876839
250
0.25
49.7
0.0497
0.006626667
9.41981
0.167129046
300
0.30
59.5
0.0595
0.006611111
9.44198
0.166736724
Fixed : : Average.
Hall coefficient (V)
Concentration ()
Mobility ()
50
0.05
9.10
0.00910
0.006066667
1.02913
0.153005464
100
0.10
19.38
0.01938
0.006460000
9.6636
0.162925599
150
0.15
29.58
0.02958
0.006573333
9.4963
0.165783943
200
0.20
39.80
0.03980
0.006626667
9.4199
0.167129046
250
0.25
49.74
0.04974
0.006632000
9.41226
0.167263556
300
0.30
59.00
0.05900
0.006555556
9.52268
0.165335575
Total mobility average:
Total concentration average:
Fixed : : Standard Deviation.
Hall coefficient (V)
Concentration ()
Mobility ()
50
0.05
0.141421356
0.000141421
9.42809
1.60005
0.002377829
100
0.10
0.192353841
0.000192354
6.41179
9.50628
0.001617098
150
0.15
0.083666003
0.000083666
1.85924
2.68368
0.000468914
200
0.20
0.100000000
0.000000000
2.23607
3.16428
0.000563952
250
0.25
0.089442719
0.000894427
1.19257
1.69482
0.000300774
300
0.30
0.556776436
0.000556776
6.18640
9.01763
0.001560253
Total mobility average of the standard deviation :
Total concentration average of the standard deviation :
< N-Type Semiconductor Result. Ⅱ >
V. Discussion
반도체의 특성을 알아내는 수치를 구할 수 있는 Hall Effect에 대한 실험을 했다. 실험을 물질의 전하운반체에 관한 정보를 알아내어 반도체에서의 특성을 알아보는 것을 목적으로 한다. 이론상으로는 mobility값이 n-type은 0.36이고 p-type은 0.18로 확연한 차이를 나타내기 때문에 물질이 n-type인지 p-type인지 구별할 수 있다. 또한 반도체의 비저항, 전도도를 알 수 있다. 우리가 행한 실험에서 p-type의 경우 이론값과 비슷한 수치를 나타내었으나 n-type는 이론값과 상당한 차이를 보였다. n-type의 반도체적 결함과 전자석에 의한 열의 발생으로 인한 오차도 감안할 수 있다. 온도에 의한 오차를 줄이려면 Ge반도체보다 열에 대한 반응이 적은 Si반도체를 사용해야 한다. 우리는 구한 수치를 이용하여 carrier concentration을 구함으로써 미시적인 양을 거시적인 방법을 통해 구할 수 있음을 알았다. 실험에서 이론상 n-type과 p-type의 mobility값이 2배의 차이가 있어야 하는 이유는 이론적으로 홀은 전자의 hopping에 이한 이동이며 degenaracy되어 있기 때문이다. 실험에서 자기장의 세기가 커질수록 홀 전압이 커짐을 볼 수 있는데 이것은 이론에서 홀 전도도가 자속밀도 B의 역수에 비례하는 것으로 해석할 수 있다.
Ⅵ. Conclusion
홀효과는 반도체의 특성을 연구하는 실험인데 반도체의 비저항, 전도도, 이동도, 온도의 의존성에서 불순물의 활성화 에너지와 반도체의 산란방식에 대한 것을 알 수 있다. 우리 실생활에서 Hall Effect는 비디오테입의 움직임을 감지하는 VCR헤더에 사용되는데 테이프가 완만하게 작동할 때 작은 센서를 통해 잘 작동하고 있음을 알려준다. 홀효과는 자기장 속에서의 전기전도에 의해 발생되는 현상으로 자기장에 수직으로 전류를 흘리면 자기장과 전류의 방향에 수직한 방향으로 전기장이 발생하는 것이다. mobility 값에서 n-type p-type은 2배의 차이를 갖는다. 홀효과는 미시적인 양인 carrier concentration을 거시적인 방법을 통하여 알 수 있다는 것에 의미가 있다.
Ⅶ. Reference
http://physlab.snu.ac.kr/http(1)/http-2/lab/portrait.htm#hall
http://physlab.snu.ac.kr/http(1)/http-2/lab/hall.htm
http://www.mulinara.net/physics/electric/motor/k3.html
http://physlab.inha.ac.krcontent/
http://homepage.hitel.net/servletDownLoad/
http://physica.gsnu.ac.kr/physe여/modexp/MWBasic/main.htm
http://physica.gsnu.ac.kr/phtml/optics/diffraction/various/various.html
http://quanta.khu.ac.kr/korean
http://www-ph.postech.ac.kr/%7Epdjpark/07.html
http://100.naver.com/100.php?id=181415
Young&Freedman, University physics with modern physics 10/e
Kittel, Introduction to Solid State Physics 7/e
Beiser, Concepts of modern physics 6/e

키워드

반도체,   홀 효과,   고급물리학 실험,   Hall Effect,   실험결과,   홀효과,   홀 효과 실험