Оптоэлектроника

Эффект Холла

В этом дополнении нас интересует влияние приложенного магнитного поля на полупро­водниковый слой, в котором протекает ток. В рамках полуклассического описания можно показать, что влияние магнитного поля В на электроны в полупроводнике приводит про­сто к необходимости введения силы Лоренца в уравнение (6.2):

(6.А. 1)

подпись: (6.а. 1)Dk

Й— = # + v(k)xB]

(6.А.2)

подпись: (6.а.2)Если с целью упрощения ограничиться рассмотрением электронов, находящихся в тех областях зонной структуры, где эффективная масса изотропна, V = Нк/т движение элек­тронов является классическим и подобным тому, которое может быть получено в условиях вакуума:

Т* — = q(F + v х В)

D 1

Идя дальше по пути упрощений, примем, что F лежит вдоль оси Ох, а В параллельна оси Oz. Затем промоделируем влияние рассеяния, вводя член трения —т*/т; характеризу­емый определенной постоянной времени релаксации. В этом случае уравнения движения электрона могут быть записаны в виде:

Эффект Холла

X

(6.А. З)

MV

 

Г

 

Эффект Холла

При этом стационарное состояние есть:

Vx _ дт 1__________________ fj_

F m* 1 + (coctJ 1 + (cojJ

(6.A.4)

подпись: (6.a.4)Qr coj _ ji2 В

F m* 1 + (coctJ 1 + (cыct) v = 0

При этом подвижность составляет /и = цт/гп (уравнение (6.20)), а циклотронная частота о)с = цт/тМы видим, что магнитное поле отклоняет ток от направления электрического поля (смотрите рис. 6.А.1). Этот эффект известен как эффект Хол­ла. Измеряя плотность тока ] = я</у, мы можем определить подвижность носителей из соотношения х = - ]уЦхВ, а также отдельно и концентрацию носителей из соот­ношения п = ЛццР. Важно отметить, что знак подвижности отрицателен для элект­ронного газа и положителен для газа дырок. Таким образом, измеряя проводимость и угол между направлением протекания тока и приложенным электрическим по­лем, мы можем определить тип носителей, их концентрацию и подвижность.

На практике, мы обычно фиксируем направление протекания тока, изготовляя об­разец в «холловской геометрии» (рис. 6.А.2). Наличие четырех контактов позволяет из-

Эффект Холла

Ток

, электрическое поле

Эффект Холла

Vt

подпись: vt

Long

подпись: longРис 6А.1. Под влиянием магнитного поля (перпендикулярного странице) носители отклоняются от траекторий между контактами, которые в отсутствие поля были бы прямолинейными. Поскольку в этом случае между контактами ак­кумулируется заряд, в образце возникает дополнительная компонента элек­трического поля, направленная перпендикулярно току. Суммарное поле направлено под углом по отношению к направлению тока, протекающего между двумя контактами.

Рис. 6.А.2. Принцип определения концент­рации и типа носителей с использованием эф­фекта Холла.

Мерять продольную и поперечную компоненты поля. Измерения такого рода являются обыденной практикой при оценке характеристик полупроводниковых материалов.

Оптоэлектроника

Приобретаем- купить осциллограф, тепловизоры, источники питания

Тепловизионные камеры. Тепловизоры testo - полупроводниковые приборы, наделённые возможностью наблюдать тепловое либо световое излучение. Тепловизор flir на собственном мониторе изображает оранжевыми, красными и желтыми цветами объекты, источающие тепло, но прохладные …

Конкуренция мод: перекрестные модуляторы

В дополнении 11.Д мы видели, что вблизи порога полупроводниковый лазер может генерировать в многомодовом режиме несмотря на то. что усиливающая среда яв­ляется однородной. При достаточно сильном возбуждении настолько выше порога, …

Униполярные квантово-каскадные лазеры

Одной из характерных особенностей полупроводниковых лазерных диодов являет­ся то, что в прямо смещенном диоде принимают участие два типа носителей (элек­троны и дырки). Это делает традиционные лазерные диоды биполярными приборами. Существует …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов оборудования:

Внимание! На этом сайте большинство материалов - техническая литература в помощь предпринимателю. Так же большинство производственного оборудования сегодня не актуально. Уточнить можно по почте: Эл. почта: msd@msd.com.ua

+38 050 512 1194 Александр
- телефон для консультаций и заказов спец.оборудования, дробилок, уловителей, дражираторов, гереторных насосов и инженерных решений.