소개글
"물리 홀효과"에 대한 내용입니다.
목차
1. 홀 효과(Hall Effect)
1.1. 실험 목적
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 실험 개요
1.2.2. Hall Effect Measurement
1.2.3. Hall Effect 힘
1.2.4. Charge Carrier 와 (+), (-)일 때 현상
1.2.5. N-type, P-type
1.2.6. Mobility
1.2.7. Hall effect
1.3. 홀 센서 (Hall Sensor)
1.4. 실험 방법
1.4.1. 측정 Sample 준비
1.4.2. System POWER On
1.5. 실험 결과 및 토의
1.5.1. 결과 분석
1.6. 참고 자료
1.6.1. 온도에 따른 전도도 변화와 에너지띠 간격
2. 참고 문헌
본문내용
1. 홀 효과(Hall Effect)
1.1. 실험 목적
이 실험의 목적은 홀 효과의 원리를 이해하고 홀 효과의 중요한 특성인 이동도, 운반자 type, 운반자 농도를 분석하는 것이다. 홀 효과 측정을 통해 전류를 이루는 주 전하의 부호를 결정하고, 홀 계수 값으로부터 전하 운반자의 농도를 얻으며, 비저항과 홀 계수로부터 이동도를 계산할 수 있다. 또한 반도체에서의 전자와 정공의 행로를 파악할 수 있고, 자기장의 크기와 방향을 알아내는데 유용하게 사용된다.
1.2. 실험 이론 및 원리
1.2.1. 실험 개요
반도체에서 주로 사용되는 홀 효과(Hall Effect)의 실험 개요는 다음과 같다.
먼저, 자기장 하에서 전류를 흐르게 하면 전하입자가 힘을 받아 휘어지게 된다. 이때, 전류와 수직한 방향으로 전압차이가 생기는데 이를 홀 전압(Hall voltage)이라 한다. 이 홀 전압의 크기와 방향을 통해 전하 운반자의 부호와 농도를 알 수 있다. 반도체 물질에서는 주된 전하 운반자가 전자일 경우 음(-)의 홀 전압이, 양공(정공)일 경우 양(+)의 홀 전압이 발생한다. 또한 홀 전압의 크기를 통해 전하 운반자의 농도와 이동도 등을 계산할 수 있다. 이러한 홀 효과의 측정은 여러 가지 반도체 재료의 전기적 특성을 조사하고 분석하는 데 활용된다.
1.2.2. Hall Effect Measurement
자기마당내에서 움직이는 전하는 힘을 받는다. 도체, 반도체 또는 전해질 용액내에서 이 힘은 홀 효과라고 불리는 편리한 특성을 보이는데 이 효과는 전하 수송체가 어떤 부호의 전하인지 그리고 얼마나 빨리 이동할 수 있는지를 알아낼 수 있는 중요한 조사방법일 뿐만 아니라, 자기마당의 크기와 방향을 알아내는 검출기로도 사용된다.
Hall Effect Measurement(홀 이펙트 측정)은 자기마당내에서 움직이는 전하에 작용하는 힘을 이용하여 전하의 특성을 알아내는 방법이다. 자기장이 걸린 물질에 전류를 흐르게 하면 전하 운반자가 힘을 받아 물질의 양면에 전하가 축적된다. 이때 양면간의 전위차를 측정하면 이를 홀 전압(Hall voltage)이라 한다.
홀 전압의 크기와 극성은 전하 운반자의 농도와 부호에 따라 달라진다. 따라서 홀 전압 측정을 통해 반도체 물질에서 전하 운반자의 농도와 부호를 알아낼 수 있다. 또한 홀 전압과 비저항 측정으로부터 전하 운반자의 이동도를 구할 수 있다.
홀 효과 측정은 반도체 재료의 전기적 특성 분석에 매우 중요한 실험 방법이다. 이를 통해 반도체의 도전 특성, 전하 운반자의 부호와 밀도, 이동도 등을 알아낼 수 있기 때문이다. 또한 홀 효과는 자기장 센서 등의 다양한 응용 분야에서 활용되고 있다.
1.2.3. Hall Effect 힘
전하에 작용하는 홀 효과 힘은 다음과 같다. 전류가 흐르는 도선에 수직으로 자기장이 걸리면, 도선 내부의 움직이는 전하들은 로렌츠 힘을 받게 된다. 이 힘은 전하의 진행 방향과 자기장 방향에 수직인 방향으로 작용하여, 전하를 편향시킨다. 즉, 음의 전하...
참고 자료
현대물리실험, 정기수 저, 탐구당, 출판 p.36 홀효과실험
전자기학, Bhag Guru, Huseyin Hiziroglu, [공저] 조영기외 역, 학술정보 출판, p.256 홀효과
전기자기학, 김재형·강진규 공저, VISION21 출판, p.275 홀효과
