B. PHẦN NỘI DUNG
2.3. Chuẩn bị mẫu đo
Theo lý thuyết mà Vander Pauw đưa ra, chúng ta có thể đo hiệu ứng Hall đối với mẫu có hình dạng bất kì. Khi đo hiệu điện thế Hall ta cần đo hai lần, do đó kĩ thuật đo Vander Pauw khi tiến hành sẽ lâu gấp đôi so với khi đo theo kiểu truyền thống. Ta cần 4 điểm tiếp xúc để thực hiện tất cả các phép đo đạc. Tuy nhiên trong thực tế, để đạt độ chính xác cao ta cần lưu ý mẫu phải đảm bảo một số điều kiện nhất định:
Kích thước điểm tiếp xúc phải đủ nhỏ. Tỉ lệ giữa kích thước của mẫu với kích thước của tiếp điểm càng lớn thì sai số của phép đo càng nhỏ. Ngoài ra, chất lượng chỗ tiếp xúc cũng rất quan trọng.
Các điểm tiếp xúc phải nằm trên đường biên của mẫu.
Mẫu phải phẳng và đồng đều, độ dày của mẫu phải được đo đạc chính xác
Để giảm các hiệu ứng nhiệt điện , các đầu tiếp xúc phải làm từ cùng một loại vật liệu.
Mặc dù kĩ thuật Vander Paw có thể áp dụng cho mẫu có hình dạng bất kì nhưng trong thực tế đo đạc người ta thường sử dụng các mẫu dạng sau:
Dạng lá Dạng vuông
chuộng hơn cả do dễ chế tạo, còn dạng lá thì chế tạo phức tạp hơn và dễ gẫy. Chúng ta chọn mẫu đo có dạng hình vuông hoặc chữ nhật có các tiếp điểm ở góc. Các mẫu đo dạng tấm mỏng hoặc màng mỏng chế tạo theo công nghệ bốc bay được gắn trên đế thủy tinh kích thước 25x36x1mm. Bộ giá đỡ mẫu này rất tiện sử dụng và dễ dàng gá lắp vào khe từ của nam châm điện nhờ một tấm thủy tinh hữu cơ (Acrylic) trong suốt dày 4mm, kích thước 70x90mm, có 4 lỗ cắm điện loại 4mm dùng để hàn và lắp các dây nối mạch điện với nguồn điện và đồng hồ đo. Các tiếp điểm trên mẫu đo được hàn với sợi dây dẫn điện bằng keo bạc.
Các mẫu bán dẫn được sử dụng:
Bảng 4: Các thông số về độ dày d, dòng điện I chạy qua mỗi loại mẫu đo và từ trường đặt vào các mẫu:
Mẫu đo Vật liệu d (μm ) I (mA) B (T)
M1 Bán dẫn tạp chất 400 10 2.00 0,01 0,2000 0,001 M2 Bán dẫn tạp chất 400 10 2.00 0,01 0,2000 0,001
Hình 17: Mẫu M1 có độ dày d =400μm , hình vuông kích thước 22,5x22,5mm
(kí hiệu M1), gắn trên đế thủy tinh 25x35x1 mm và được lắp trên giá đỡ.
Hình 18: Mẫu M2 có độ dày d=400μm , mẫu vuông
CHƯƠNG III: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ TIẾN HÀNH ĐO
Để thực hiện nhiệm vụ của đề tài cần thực hiện các công việc sau:
Tiến hành với 2 mẫu bán dẫn, đo hiệu điện thế Hall của mỗi mẫu, từ đó xác định bán dẫn được pha tạp chất loại P hay loại N.
Tính mật độ mặt ns 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 và các hạt không cơ bản.
Mật độ khối của hạt tải điện n của bán dẫn tạp chất (nồng độ pha tạp), được xác định khi biết độ dày d của mẫu bán dẫn.
Độ linh động µ của các hạt tải điện cơ bản.