第八章半导体的磁效应-朱俊.ppt

1. P型半导体霍耳效应的形成过程 §8.2 半导体的磁阻效应 由于磁场的存在引起电阻的增加，称这种效应为磁阻效应。 ●ND或NA升高，RH下降，RH～T 变化规律一样 四、霍尔效应的应用 1．判别极性，测半导体材料的参数 2．霍尔器件 3．探测器 一、磁阻效应的类型 按电磁场的关系分 纵向磁阻效应： B//?，磁阻变化小，不产生VH 横向磁阻效应： B??，磁阻变化明显，产生VH 按机理分： 由于电阻率?变化引起的R变化 —物理磁阻效应 由于几何尺寸l/s的变化引起的 R变化 —几何磁阻效应 * * 第 八 章 半导体的磁性质 --霍尔效应 掌握半导体的霍尔效应 了解半导体的磁阻效应 主要内容：1学时 一、P型半导体霍尔效应 §8-1 半导体的霍尔效应 把通有电流的半导体放在均匀的磁场中，电场沿x方向 磁场沿z方向，和样品垂直，则在样品的+y或-y将产生 一个横向的电场Ey，即霍尔效应。 不考虑载流子的速度的统计分布，具有相同的速度； 其次，样品的温度是均匀的。 Bz d b VH I l B A z y x ○ + _ fεx fL f εy 电场力：fε=qEx 磁场力：fL=qVxBz y方向的电场强度为：εy 平衡后： fεx fL qεy 令： （RH）P为P型材料的霍尔系数。 2.求霍尔系数(RH)P和载流子浓度p 设样品长度为l，宽度为b，厚度为d： VH为霍尔电压 3.求霍尔角θ及空穴迁移率μ和电导率σ εx εy qεy fL ε θ P型材料： J 横向电场的存在，使得在有垂直的磁场时，电场和电流 不在同一个方向。两者之间的夹角称为霍尔角θ 。 迁移率和磁场及 霍尔角的关系是： X方向的电压 y方向的电压 εx εy ε J 两种载流子同时存在 霍尔效应 ？ 有四种横向电流分量： －y方向 +y方向 1/T RH (－) (2) p型半导体 ● 饱和区 ● 过渡区 T↑, p-nb2↓ 但 p-nb2 0，RH 0 当 nb2=p 时， RH＝0 T↑↑， nb2p，RH0 但nb2↑，|RH|↑ 当 时，RH达到负的最大值 1/T RH (+) (+) (－) (－) ● 本征区 (3) N 型半导体 ● 饱和区 ● 温度再升高，少子浓度升高 无论温度多高，RH 始终小于0，并且随T 升高，始终下降。 1/T RH (－) (－)