LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC XÁC ĐỊNH THÀNH PHẦN LOẠI HẠT TẢI ĐIỆN (ELECTRON, LỖ TRỐNG), MẬT ĐỘ MẶT, NỒNG ĐỘ VÀ ĐỘ LINH ĐỘNG CỦA CÁC HẠT TẢI ĐIỆN CƠ BẢN TRONG BẢN MỎNG BÁN DẪN THEO PHƯƠNG PHÁP VANDER PAUW VÀ HIỆU ỨNG HALL

[...]... nhiều nồng độ hạt tải điện của bán dẫn tinh khiết (Si, Ge) Với bán dẫn pha tạp 9 nồng độ hạt tải điện lớn hơn so với bán dẫn tinh khiết nhưng vẫn nhỏ hơn nồng độ hạt tải điện trong kim loại Trong bán dẫn loại n, mật độ p của lỗ trống rất nhỏ so với mật độ n của electron: p n Ngược lại, trong bán dẫn loại p, mật độ n của electron rất nhỏ so với mật độ p của lỗ trống: n p Vì thế, khi khảo sát hiệu ứng Hall. .. mạnh vào nhiệt độ Hiệu điện thế Hall xuất hiện trong các mẫu bán dẫn tinh khiết chủ yếu chỉ do sự khác biệt về độ linh động của electron và lỗ trống Các chất bán dẫn pha tạp chủ yếu được ứng dụng trong công nghệ vật liệu bán dẫn hiện nay Tùy thuộc vào chất pha tạp người ta thu được bán dẫn loại n (hạt tải điện cơ bản là electron) hoặc bán dẫn loại p (hạt tải điện cơ bản là lỗ trống) Mật độ hạt tải điện. ..  e  0 với bán dẫn loại n và q  e  0 với bán dẫn loại p Từ đó ta được: VH  1 IB nq d (III.14) Vì nS  nd là mật độ mặt của hạt tải điện, nên hiệu điện thế VH được xác định theo mật độ mặt n S có dạng: VH  IB n Sq (III.15) Từ đó suy ra mật độ mặt của hạt tải: nS  IB q VH (III.16) (Ta hiểu n S là mật độ hạt tải trong bán dẫn loại n, pS là mật độ hạt tải trong bán dẫn loại p) Mật độ khối được... Hall trong mẫu bán dẫn tạp chất, người ta bỏ qua sự có mặt của các hạt tải điện không cơ bản (có mật độ khá nhỏ, không đáng kể) và chỉ chú ý đến quá trình chuyển động định hướng của các hạt tải điện cơ bản tham gia vào hiệu ứng Hall 1.1.4 Ứng dụng của hiệu ứng Hall Hiệu ứng Hall được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị đo, đầu dò Các thiết bị này thường phát ra tín hiệu rất yếu và cần được khuếch đại. .. trong kim loại - Độ linh động của hạt tải điện là một đại lượng vật lý có giá trị bằng vận tốc trôi của hạt tải điện khi điện trường bằng 1V/m Đơn vị của nó là m2/V.s 1.1.3 Hiệu ứng Hall trong chất bán dẫn Như ta đã biết hạt tải điện trong chất bán dẫn gồm có electron và lỗ trống Trong chất bán dẫn tinh khiết các electron và lỗ trống xuất hiện chủ yếu do các kích thích nhiệt, có nồng độ bằng nhau và. .. vậy ở nhiệt độ cao, dấu của hằng số Hall phụ thuộc sự chênh lệch về độ linh động của electron và lỗ trống Trong thực tế, hằng số Hall R H của các chất bán dẫn cao hơn nhiều bậc so với kim loại [4] Điều này được giải thích như sau: Nồng độ của các hạt mang điện tự do trong các chất bán dẫn có giá trị thấp hơn so với trong kim loại, và ngược lại, độ linh động của chúng trong các chất bán dẫn lại có giá... vụ của đề tài cần thực hiện các công việc sau: 1 Tiến hành với 2 mẫu bán dẫn, xác định hằng số Hall, hiệu điện thế Hall của mẫu, từ đó suy ra bán dẫn được pha tạp chất là loại p hay n 2 Tính mật độ khối (nồng độ) hạt mang điện được xác định khi biết hằng số Hall 3 Từ đó xác định được mật độ mặt n s của hạt tải điện (số lượng hạt tải điện trên một đơn vị diện tích bề mặt mẫu) bao gồm cả các hạt cơ bản. .. mẫu) bao gồm cả các hạt cơ bản và không cơ bản 4 Độ linh động  của các hạt tải điện cơ bản khi tính được điện trở suất của mẫu dựa vào điện trở của mẫu 3.1 Đo hệ số Hall theo phƣơng pháp Vander Pauw 3.1.1 Mô tả kĩ thuật đo Vander Pauw Bản chất của kĩ thuật đo Vander Pauw chính là xác định độ biến thiên điện trở trước và sau khi đặt từ trường vào mẫu Từ đó tính được hằng số Hall Giả sử có một mẫu phẳng... phụ thuộc vào nồng độ pha tạp và có thể điều chỉnh tùy ý Bảng 1: Số liệu so sánh nồng độ các hạt tải trong một số vật liệu, kim loại, bán dẫn tinh khiết và bán dẫn tạp chất Vật liệu (Cu) Đồng Si Ge Nồng độ hạt tải điện 8,4.1022cm-3 Vật liệu 1,4.1010cm-3 Si pha tạp P Ga-As 2,1.1012cm-3 (Loại N) Nồng độ hạt tải điện 1,1.107cm-3 3,0.1015cm-3 Từ bảng trên ta thấy nồng độ hạt tải điện của kim loại (Đồng)... thể xác định chính xác các tính chất điện của mẫu vật dẫn có hình dạng bất kì miễn là có cấu trúc hai chiều (tức là nó mỏng hơn nhiều so với chiều dài và chiều rộng) Thực hiện phương pháp Vander Pauw ta có thể đo đạc và tính toán được các tính chất sau của mẫu vật dẫn:  Điện trở suất của vật dẫn  Biết được chất pha tạp (bán dẫn loại p hay loại n)  Mật độ hạt tải điện, loại hạt tải, bao gồm cả các hạt . trước của Multimeter Model 2100 17 9 Hình 9: Mặt sau của Multimeter Model 2100 18 10 Hình 10: Bảng điều khiển 18 11 Hình 11: Nút khởi động phía trái 19 12 Hình 12: Kết nối đo điện áp DC. Vander Pauw 24 16 Hình 16: Bộ giá đỡ mẫu đo có đế thủy tinh. 25 17 Hình 17: Mẫu M1 25 18 Hình 18: Mẫu M2 25 19 Hình 19: Mẫu phẳng chiều dày d có 4 tiếp điểm 26 20 Hình 19: Phép đo. các số hạng chứa B 2 ta thu được: x e p x j (ne pe )E x x ep j E ne pe (I .18) 8 Thay x E từ (I .18) vào (I.16) ta thu được: 22 ep yx 2 ep ne pe E j B (ne pe ) (I.19) 22 y e