Đang tải... (xem toàn văn)
MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG ................................................................................ 1 DANH MỤC HÌNH VẼ - HÌNH ẢNH ............................................................ 2 A. PHẦN MỞ ĐẦU .......................................................................................... 3 1. Lý do chọn đề tài ........................................................................................ 3 2. Mục đích nghiên cứu. ................................................................................. 3 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................... 4 4. Nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................. 4 5. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 4 6. Giả thiết khoa học ...................................................................................... 4 7. Bố cục của đề tài. ....................................................................................... 4 B. PHẦN NỘI DUNG ....................................................................................... 5 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN..................................................................... 5 1.1.Tổng quan về hiệu ứng Hall .................................................................. 5 1.1.1. Hiệu ứng Hall là gì? ...................................................................... 5 1.1.2. Bản chất vật lý .............................................................................. 5 1.1.3. Hiệu ứng Hall trong chất bán dẫn................................................ 11 1.1.4. Ứng dụng của hiệu ứng Hall ....................................................... 11 1.2. Các phương pháp đo hiệu điện thế Hall. ............................................ 13 1.2.1. Phương pháp truyền thống .......................................................... 13 1.2.2.Phương pháp Vander Pauw .......................................................... 13 CHƯƠNG II: THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM. SAI SỐ ........................................ 17 2.1. Tìm hiểu thiết bị thí nghiệm ............................................................... 17 2.1.1. Bộ thiết bị tạo từ trường: ............................................................. 17 2.1.1.1. Nam châm điện một chiều .................................................... 17 2.1.1.2. Nguồn điện cấp dòng cho nam châm điện ............................ 18 2.1.1.3. Gaussmeter .......................................................................... 18 2.1.2. Nguồn điện cấp dòng một chiều cho mẫu đo ............................... 18 2.1.3. Dụng cụ đa năng đo dòng và thế: Multimeter Model 2100 .......... 19 2.1.3.1. Giới thiệu đặc tính kĩ thuật ................................................... 19 2.1.3.2. Hướng dẫn sử dụng Multimeter đo dòng và thế.................... 19 2.1.3.3. Phương pháp tính sai số đọc trên Multimeter Model 2100 ... 23 2.2. Các vấn đề liên quan đến sai số và cách khắc phục. ........................... 24 2.3.1. Các sai số do nguyên nhân có nguồn gốc bên trong. ................... 24 2.3.2. Các sai số do nguyên nhân có nguồn gốc bên ngoài .................... 25 2.3. Chuẩn bị mẫu đo. ............................................................................... 26 CHƯƠNG III: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ TIẾN HÀNH ĐO ......................... 28 3.1. Đo hiệu điện thế Hall theo phương pháp Vander Paw ........................ 28 3.1.1. Mô tả kĩ thuật đo Vander Pauw ................................................... 28 3.1.2. Cách thức tiến hành do đạc ......................................................... 28 3.1.3. Tính toán kết quả ........................................................................ 30 3.2. Lắp đặt thiết bị thí nghiệm ................................................................. 32 3.3. Tiến hành đo và xử lý kết quả ............................................................ 34 3.3.1. Cách thức đo đạc ........................................................................ 34 3.3.2. Kết quả đo: ................................................................................. 35 3.3.3. Bàn luận về kết quả đo ................................................................ 40 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN .......................................................................... 41 PHỤ LỤC 1 DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang 1 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. 11 2 Bảng 2: Giá trị của hàm f tương ứng với tỉ số 15 3 Bảng 3: Đặc tính kĩ thuật - Phạm vi đo, trở kháng vào, sai số 22 4 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 26 5 Bảng 5: Các giá trị hiệu điện thế cần đo với chiều dương và chiều âm của từ trường 29 6 Bảng 6: Số liệu phép đo hiệu điện thế Hall đối với mẫu đo M1 34 7 Bảng 7: Số liệu phép đo hiệu điện thế Hall đối với mẫu đo M2 36 MO,PN NP,MO R R 2 DANH MỤC HÌNH VẼ - HÌNH ẢNH STT Tên hình Trang 1 Hình 1: Bản mỏng kim loại khi có dòng điện một chiều đi qua và được đặt trong từ trường vuông góc với bề mặt bản, làm xuất hiện hiệu điện thế ngang ở hai mặt bên của bản. 5 2 Hình 2: Hai loại hạt tải dưới tác dụng của lực Lorentz cùng lệch về một phía 7 3 Hình 3: Trường hợp hạt tải là các electron 7 4 Hình 4: 8 5 Hình 5: Đầu đo dòng điện dùng hiệu ứng Hall, có sẵn khuếch đại. Đường kính 8 mm 12 6 Hình 6: Các mẫu đo dạng thanh thường được sử dụng trong phương pháp đo truyền thống. 13 7 Hình 7: Mẫu phẳng có hình dạng bất kì, 4 điểm M,N,P,Q nằm trên đường biên của mẫu 14 8 Hình 8: Mặt trước của Multimeter Model 2100 18 9 Hình 9: Mặt sau của Multimeter Model 2100 19 10 Hình 10: Bảng điều khiển 19 11 Hình 11: Nút khởi động phía trái 20 12 Hình 12: Kết nối đo điện áp DC 20 13 Hình 13: Kết nối đo dòng điện DC 21 14 Hình 14: Mẫu hình vuông có tiếp điểm hình tam giác 25 15 Hình 15: Các hình dạng mẫu thường được sử dụng trong kĩ thuật Vander Pauw 25 16 Hình 16: Bộ giá đỡ mẫu đo có đế thủy tinh. 26 17 Hình 17: Mẫu M1 26 18 Hình 18: Mẫu M2 26 19 Hình 19: Phép do thuận với 24 I và 13,P V 28 20 Hình 20: Phép đo nghịch đảo với 13 I và 42,P V 28 21 Hình 21: Phép đo thuận - đảo cực 29 22 Hình 22: Sơ đồ nguyên lý bộ chuyển mạch 31 23 Hình 23: Sơ đồ khối và cách nối dây vào mạch điện 32 3 A. PHẦN MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Khoa học kĩ thuật ngày nay phát triển như vũ bão, những thành tựu của vật lý học ngày càng được ứng dụng rộng rãi vào mọi lĩnh vực của đời sống sản xuất. Việc xác định tính chất điện, từ của vật liệu bán dẫn, cho biết loại hạt tải điện cơ bản, nồng độ và độ linh động trong một mẫu vật liệu bán dẫn, điều này là hết sức cần thiết trong việc chế tạo ra các vật liệu có tính chất vật lý mong muốn. Trong khuôn khổ của công trình này mong muốn ứng dụng phương pháp Vander Pauw để đo điện thế Hall qua đó xác định được loại hạt tải điện, tính chất vật lý của chất bán dẫn. Phương pháp Vander Pauw là kĩ thuật mới để xác định điện trở suất, nồng độ hạt tải và hằng số Hall của mẫu vật dẫn bất kì. Phương pháp này có nhiều ưu điểm vì cho phép đo điện trở suất và hằng số Hall của mẫu mà không cần quan tâm đến hình dạng của mẫu. Hiệu ứng Hall được khám phá bởi Edwin Herbert Hall vào năm 1879. Ngày nay được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như chế tạo máy, kĩ thuật đo đạc và hàng không vũ trụ. Phương pháp Vander Pauw đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới với hệ thống máy móc thiết bị hiện đại đem lại kết quả có độ chính xác cao. Đối với sinh viên ngành kĩ thuật nói chung và sinh viên sư phạm vật lý nói riêng việc tiến hành thực nghiệm đo hiệu điện thế Hall, độ linh động của hạt tải điện trong chất bán dẫn sẽ giúp hiểu rõ tính chất vật lý của vật liệu, góp phần củng cố kĩ năng thực nghiệm. Đồng thời đưa sinh viên tiếp cận với thành tựu của vật lý học hiện đại, kích thích những tìm tòi, phát minh mới. Với những lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thực nghiệm “Ứng dụng phương pháp Vander Pauw để đo hiệu điện thế Hall, mật độ và độ linh động của hạt tải điện trong chất bán dẫn”. 2. Mục đích nghiên cứu + Bước đầu tập làm công tác nghiên cứu khoa học. + Làm khóa luận tốt nghiệp khóa học. + Góp phần củng cố và nâng cao kiến thức vật lý, kĩ năng thực hành thí nghiệm cho bản thân. + Sử dụng các thiết bị đo hiện đại và kĩ thuật thực nghiệm tiên tiến để xác định các thông số điện như hiệu thế Hall, nồng độ và độ linh động của các hạt tải điện trong mẫu bán dẫn có hình dạng bất kì bằng phương pháp Vander Paw.
LỜI CẢM ƠN Khóa luận thực trường Đại học Tây Bắc, phịng thí nghiệm vật lý chất rắn Để hồn thành khóa luận tốt nghiệp tơi nhận bảo, hướng dẫn góp ý nhiệt tình q thầy bạn Trước tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến thầy giáo GV Phan Toàn, người tận tình bảo, hướng dẫn, truyền đạt cho nhiều kinh nghiệm học tập thực tiễn nghiên cứu khoa học Đồng thời cho lời khuyên bổ ích quý báu suốt thời gian hồn thành khóa luận tốt nghiệp Tơi xin chân thành cảm ơn thầy Lò Ngọc Dũng, người dành thời gian quý báu để động viên, hướng dẫn đưa nhiều gợi ý sâu sắc giúp tơi hồn thành khóa luận thời hạn Tơi trân trọng cảm ơn thầy giáo T.S Khổng Cát Cương trưởng môn vật lý lý thuyết & chất rắn giúp đỡ tơi tiến hành thực nghiệm phịng vật lý chất rắn Tôi xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa Toán - Lý - Tin, thầy, cô giáo tổ vật lý trường Đại học Tây Bắc, phòng Đào tạo Đại học, thư viện trường Đại học Tây Bắc tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa luận Cuối tơi muốn bày tỏ lòng biết ơn động viên, giúp đỡ kịp thời người thân gia đình, bạn bè, tập thể lớp K50 ĐHSP Vật lý suốt q trình thực khóa luận Rất mong nhận ý kiến đóng góp quý thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Sơn la, tháng năm 2013 Tác giả NGUYễN ĐứC TÙNG MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ - HÌNH ẢNH A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 4 Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Giả thiết khoa học Bố cục đề tài B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1.Tổng quan hiệu ứng Hall 1.1.1 Hiệu ứng Hall gì? 1.1.2 Bản chất vật lý 1.1.3 Hiệu ứng Hall chất bán dẫn 11 1.1.4 Ứng dụng hiệu ứng Hall 11 1.2 Các phương pháp đo hiệu điện Hall 13 1.2.1 Phương pháp truyền thống 13 1.2.2.Phương pháp Vander Pauw 13 CHƯƠNG II: THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM SAI SỐ 17 2.1 Tìm hiểu thiết bị thí nghiệm 17 2.1.1 Bộ thiết bị tạo từ trường: 17 2.1.1.1 Nam châm điện chiều 17 2.1.1.2 Nguồn điện cấp dòng cho nam châm điện 18 2.1.1.3 Gaussmeter 18 2.1.2 Nguồn điện cấp dòng chiều cho mẫu đo 18 2.1.3 Dụng cụ đa đo dòng thế: Multimeter Model 2100 19 2.1.3.1 Giới thiệu đặc tính kĩ thuật 19 2.1.3.2 Hướng dẫn sử dụng Multimeter đo dòng 19 2.1.3.3 Phương pháp tính sai số đọc Multimeter Model 2100 23 2.2 Các vấn đề liên quan đến sai số cách khắc phục 24 2.3.1 Các sai số nguyên nhân có nguồn gốc bên 24 2.3.2 Các sai số nguyên nhân có nguồn gốc bên ngồi 25 2.3 Chuẩn bị mẫu đo 26 CHƯƠNG III: LẮP ĐẶT THIẾT BỊ VÀ TIẾN HÀNH ĐO 28 3.1 Đo hiệu điện Hall theo phương pháp Vander Paw 28 3.1.1 Mô tả kĩ thuật đo Vander Pauw 28 3.1.2 Cách thức tiến hành đạc 28 3.1.3 Tính tốn kết 30 3.2 Lắp đặt thiết bị thí nghiệm 32 3.3 Tiến hành đo xử lý kết 34 3.3.1 Cách thức đo đạc 34 3.3.2 Kết đo: 35 3.3.3 Bàn luận kết đo 40 CHƯƠNG IV: KẾT LUẬN 41 PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG STT Tên bảng Trang Bảng 1: Số liệu so sánh nồng độ hạt tải số vật liệu, kim loại, bán dẫn tinh khiết bán dẫn tạp chất 11 Bảng 2: Giá trị hàm f tương ứng với tỉ số Bảng 3: Đặc tính kĩ thuật - Phạm vi đo, trở kháng vào, sai số R MO,PN R NP,MO 15 22 Bảng 4: Các thông số độ dày d, dòng điện I chạy qua loại mẫu đo từ trường đặt vào mẫu 26 Bảng 5: Các giá trị hiệu điện cần đo với chiều dương chiều âm từ trường 29 Bảng 6: Số liệu phép đo hiệu điện Hall mẫu đo M1 34 Bảng 7: Số liệu phép đo hiệu điện Hall mẫu đo M2 36 DANH MỤC HÌNH VẼ - HÌNH ẢNH STT Tên hình Trang Hình 1: Bản mỏng kim loại có dịng điện chiều qua đặt từ trường vng góc với bề mặt bản, làm xuất hiệu điện ngang hai mặt bên Hình 2: Hai loại hạt tải tác dụng lực Lorentz lệch phía Hình 3: Trường hợp hạt tải electron Hình 4: Hình 5: Đầu đo dịng điện dùng hiệu ứng Hall, có sẵn khuếch 12 đại Đường kính mm Hình 6: Các mẫu đo dạng thường sử dụng 13 phương pháp đo truyền thống Hình 7: Mẫu phẳng có hình dạng bất kì, điểm M,N,P,Q nằm 14 đường biên mẫu Hình 8: Mặt trước Multimeter Model 2100 18 Hình 9: Mặt sau Multimeter Model 2100 19 10 Hình 10: Bảng điều khiển 19 11 Hình 11: Nút khởi động phía trái 20 12 Hình 12: Kết nối đo điện áp DC 20 13 Hình 13: Kết nối đo dịng điện DC 21 14 Hình 14: Mẫu hình vng có tiếp điểm hình tam giác 25 15 Hình 15: Các hình dạng mẫu thường sử dụng kĩ 25 thuật Vander Pauw 16 Hình 16: Bộ giá đỡ mẫu đo có đế thủy tinh 26 17 Hình 17: Mẫu M1 26 18 Hình 18: Mẫu M2 26 19 Hình 19: Phép thuận với I24 V13,P 28 20 Hình 20: Phép đo nghịch đảo với I13 V42,P 28 21 Hình 21: Phép đo thuận - đảo cực 29 22 Hình 22: Sơ đồ nguyên lý chuyển mạch 31 23 Hình 23: Sơ đồ khối cách nối dây vào mạch điện 32 A PHẦN MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Khoa học kĩ thuật ngày phát triển vũ bão, thành tựu vật lý học ngày ứng dụng rộng rãi vào lĩnh vực đời sống sản xuất Việc xác định tính chất điện, từ vật liệu bán dẫn, cho biết loại hạt tải điện bản, nồng độ độ linh động mẫu vật liệu bán dẫn, điều cần thiết việc chế tạo vật liệu có tính chất vật lý mong muốn Trong khn khổ cơng trình mong muốn ứng dụng phương pháp Vander Pauw để đo điện Hall qua xác định loại hạt tải điện, tính chất vật lý chất bán dẫn Phương pháp Vander Pauw kĩ thuật để xác định điện trở suất, nồng độ hạt tải số Hall mẫu vật dẫn Phương pháp có nhiều ưu điểm cho phép đo điện trở suất số Hall mẫu mà khơng cần quan tâm đến hình dạng mẫu Hiệu ứng Hall khám phá Edwin Herbert Hall vào năm 1879 Ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực chế tạo máy, kĩ thuật đo đạc hàng không vũ trụ Phương pháp Vander Pauw sử dụng rộng rãi giới với hệ thống máy móc thiết bị đại đem lại kết có độ xác cao Đối với sinh viên ngành kĩ thuật nói chung sinh viên sư phạm vật lý nói riêng việc tiến hành thực nghiệm đo hiệu điện Hall, độ linh động hạt tải điện chất bán dẫn giúp hiểu rõ tính chất vật lý vật liệu, góp phần củng cố kĩ thực nghiệm Đồng thời đưa sinh viên tiếp cận với thành tựu vật lý học đại, kích thích tìm tịi, phát minh Với lý trên, tiến hành nghiên cứu thực nghiệm “Ứng dụng phương pháp Vander Pauw để đo hiệu điện Hall, mật độ độ linh động hạt tải điện chất bán dẫn” Mục đích nghiên cứu + Bước đầu tập làm cơng tác nghiên cứu khoa học + Làm khóa luận tốt nghiệp khóa học + Góp phần củng cố nâng cao kiến thức vật lý, kĩ thực hành thí nghiệm cho thân + Sử dụng thiết bị đo đại kĩ thuật thực nghiệm tiên tiến để xác định thông số điện hiệu Hall, nồng độ độ linh động hạt tải điện mẫu bán dẫn có hình dạng phương pháp Vander Paw 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng: + Lý thuyết hiệu ứng Hall + Lý thuyết phương pháp đo Vander Pauw + Bộ thiết bị thí nghiệm đo hiệu Hall phương pháp Vander Pauw - Phạm vi nghiên cứu: Do thời gian khả giới hạn, nên đề tài tập trung nghiên cứu hiệu ứng Hall chất bán dẫn Yêu cầu với mẫu khảo sát: Mẫu dạng màng mỏng; không đo mẫu dạng lỏng bột, mẫu điện môi Nhiệm vụ nghiên cứu + Thu thập xử lý tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu + Tìm hiểu thiết bị Vật lý BKS-040: Xác định hiệu Hall, nồng độ độ linh động hạt tải điện mẫu vật dẫn có hình dạng theo phương pháp Vander Pauw + Xây dựng lắp đặt thiết bị thí nghiệm kiểm tra mẫu đo + Tiến hành đo, tổng hợp xử lý kết thu Phương pháp nghiên cứu + Nghiên cứu lý thuyết + Nghiên cứu thiết bị thí nghiệm + Thực nghiệm đo lường xử lý kết Giả thiết khoa học + Ứng dụng phương pháp Vander Pauw để đo hiệu Hall mẫu bán dẫn đạt độ xác cao so với phương pháp truyền thống Từ tính mật độ độ linh động hạt tải điện Bố cục đề tài Ngoài phần mở đầu, phần kết luận, phần phụ lục, danh mục bảng biểu tài liệu tham khảo khóa luận có chương sau: Chương Cơ sở lý luận đề tài Chương Thiết bị thí nghiệm Sai số Chương Lắp đặt thiết bị tiến hành đo B PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1.Tổng quan hiệu ứng Hall 1.1.1 Hiệu ứng Hall gì? Hiệu ứng Hall hiệu ứng vật lý thực đặt từ trường B vng góc với bề mặt làm kim loại hay chất bán dẫn (thanh Hall) có dịng điện chiều cường độ I chạy qua Lúc ta nhận hiệu điện VH (hiệu Hall) sinh hai mặt đối diện Hall Tỷ số hiệu điện Hall dòng điện chạy qua Hall gọi điện trở Hall Hiệu ứng khám phá Edwin Herbert Hall vào năm 1879 nên gọi hiệu ứng Hall Y Z B Hình 1: Bản mỏng có dịng điện chiều qua, đặt từ Hall, tỷ lệ với cường độ dòng điện I , độ trường vng góc với bề mặt bản, lớn cảm ứng từ B tỷ lệ nghịch với làm xuất hiệu điện ngang độ dầy d bản: hai mặt bên Hiệu điện VH gọi hiệu điện VH RH IB d (I.1) Trong đó: hệ số tỉ lệ R H gọi số Hall, đặc trưng cho vật liệu làm Hall 1.1.2 Bản chất vật lý Hiệu ứng Hall giải thích dựa vào chất dịng điện chạy vật dẫn điện Dịng điện chuyển động điện tích (ví dụ electron kim loại) Khi điện tích q chuyển động với vận tốc v từ trường B bị tác dụng lực Lorentz FL xác định theo công thức: FL q(v B) (I.2) Trường hợp hạt tải điện chuyển động chân không với vận tốc v vng góc với từ trường B , hạt tải điện chuyển động theo quỹ đạo tròn bán kính r với tần số cyclotron c lực Lorentz FL đóng vai trị lực hướng tâm: Fht Trong đó: c FL mv2 r v r qB m qvB m cr (I.3) (I.4) Đối với hạt tải điện tinh thể ngồi chuyển động trường ngồi, hạt tải điện tham gia chuyển động nhiệt va chạm thường xuyên với tâm tán xạ tinh thể Hai loại chuyển động đặc trưng hai đại lượng thời gian: - Thời gian chuyển động tự trung bình chuyển động nhiệt; - Chu kỳ vòng quay hạt tải điện từ trường Tc c chuyển động tác dụng từ trường Trong tinh thể, hạt tải điện tham gia đồng thời hai chuyển động nói trên, nên có trường hợp sau: - Nếu Tc , khoảng thời gian chuyển động tự do, hạt tải điện kịp thực số vịng quay Khi ta nói từ trường mạnh - Nếu Tc , quỹ đạo hạt tải điện từ trường khúc quỹ đạo tròn ghép lại trường hợp ta nói từ trường yếu Trong giới hạn đề tài nghiên cứu hiệu ứng Hall trường hợp từ trường yếu Cụ thể nghiên cứu hiệu ứng Hall mẫu bán dẫn mỏng, có độ dày d, độ rộng a, có dịng điện chiều I chạy qua dọc theo trục X, đồng thời đặt từ trường B hướng theo trục Z, vng góc với mặt hình Hình Do mẫu bán dẫn có loại hạt tải điện: electron lỗ trống nên chúng chuyển động tác dụng điện trường ngồi, chúng có vận tốc ngược chiều (lỗ trống chuyển động chiều điện trường, electron chuyển động ngược chiều điện trường) Theo Hình ta thấy hai loại hạt tải điện tác dụng lực Lorentz lệch phía Lúc xuất trình sau: hạt tải điện bị lệch tác dụng lực Lorentz FL mặt bên bản, chúng dần tích tụ mặt tạo điện trường hai mặt bên đối diện Hình 2: Hai loại hạt tải tác Điện trường có phương theo trục dụng lực Lorentz lệch phía Y sinh lực điện FE tác động lên hạt tải điện Sau khoảng thời gian ngắn, trạng thái cân nhanh chóng thiết lập (trong thực tế khoảng vài phần trăm giây), hạt tải điện chịu tác dụng đồng thời hai lực cân bằng: Lực Lorentz FL lực điện trường FE xuất hiện, chúng có độ lớn ngược hướng (Hình 3) Khi quỹ đạo hạt tải điện khơng bị lệch nữa, tức có dòng điện hướng theo trục X ban đầu Đối với lỗ trống trình tương tự xuất Do hai loại hạt electron lỗ trống lệch mặt bên mẫu bán dẫn, nên chúng tạo hai điện trường ngược hướng nhau, tức tạo hai hiệu điện ngược Tổng đại số hai hiệu điện hiệu điện Hall VH hai mặt bên mẫu bán dẫn đo Hình 3: Trường hợp hạt tải electron thực nghiệm - Tính toán cụ thể giá trị hiệu điện Hall chất bán dẫn: Khi đặt bán dẫn điện trường E theo phương X (Hình 4) từ trường có cảm ứng từ B theo phương Z, đặt vng góc với E vng góc với bề mặt bán dẫn Khi hạt mang điện chịu tác dụng đồng thời lực điện lực từ Để kiểm tra xác phép đo, ta áp dụng định lý nghịch đảo cách đảo ngược chiều dòng điện Cho dòng I42 chạy qua đo V31,P V13,P phải giống kết V31,P khoảng sai số cho phép (Hình 211) Tương tự: cho dịng I31 đo V24,P , V42,P V24,P phải cho kết Hình 21: Phép đo thuận - đảo cực Bước ta đổi chiều từ trường ngược lại thực phép đo tương tự ta thu thông số V31,N V V42,N V24,N 13,N Bảng 5: Các giá trị hiệu điện cần đo với chiều dương chiều âm từ trường B>0 B0 VP (mV) I (mA) V13,P I24 B0 VP (mV) I (mA) V42,P I13 B0 VP (mV) I (mA) V42,P I13 VH V13 -1,393 -1,192 -1,285 -1,290 VH V31 -0,986 -0,938 -1,017 -0,980 B