I rok IŚ		2010.03.16
Nr	Temat : Zjawisko Halla

1. Wstęp teoretyczny

Zjawisko Halla polega na pojawianiu się napięcia: (tzw.: napięcie Halla U_H) w płytce półprzewodnika lub metalu, przez które płynie prąd elektryczny, umieszczonej w prostopadłym do kierunku prądu polu magnetycznym.

Napięcie Halla pojawia się w kierunku prostopadłym zarówno do kierunku pola magnetycznego, jak i prądu.

gdzie:

R_H - stałą Halla

B - indukcja magnetyczna

I - natężenie prądu elektrycznego

d - grubość płytki ( mierzona w kierunku równoległym do pola magnetycznego)

2. Opis ćwiczenia

W doświadczeniu wykorzystano próbkę cienkowarstwowego hallotronu, którą , na

specjalnym uchwycie , umieszczono pomiędzy biegunami elektromagnesu . Podstawka

uchwytu zawierała cztery zaciski elektryczne , dwa połączone z elektrodami A₁ i A₂ ( do

przepuszczania prądu przez próbkę ), a dwa kolejne z elektrodami C₁ i C₂ ( do pomiaru

napięcia Halla ) .

Układ pomiarowy

- obwód do przepuszczania przez próbkę prądu sterującego Ix

- obwód służący do pomiaru napięcia Halla

- obwód służący do wytworzenia pola magnetycznego między biegunami elektromagnesu gdzie znajduje się badana próbka

3.Obliczenia

Obliczam stała Halla R

d = 8*10^-6m

a)

b)

Niepewność pomiarowa

a)

0,09

b)

0,10

Koncentrację nośników prądu wyznaczam z zależności:

e = 1,6*10^-19 C

a)

0,21

b)

0,51

Niepewność wzorcowania wielkości I: 
 

Niepewność wzorcowania wielkości UH: 
 

Niepewność wzorcowania i eksperymentatora wielkości Im

  *Niepewność wzorcowania użytego przyrządu jest równa: 
 
      * Dokładność odczytu szacujemy na 
działki, zatem niepewność eksperymentatora wynosi : 
 

Wnioski:

Celem ćwiczenia było wyznaczenie stałej Halla R oraz koncentracji n nośników prądu dla

dwóch różnych wartości prądu magnesującego I_M. Wartości prądu magnesującego to 1,6[A]

oraz 3,0[A].

Stała Halla zależy od koncentracji, rodzaju i ruchliwości nośników ładunku.

Jeśli w przewodnictwie elektrycznym dominuje jeden rodzaj nośników (dziury lub elektrony), to jest ono odwrotnie proporcjonalne do ich koncentracji. Na podstawie znaku napięcia Halla można określić jaki rodzaj nośników dominuje w przewodnictwie.

Urządzenia półprzewodnikowe służące do pomiaru natężenia indukcji pola magnetycznego

oparte na zjawisku Halla nazywamy hallotronami.