文档介绍：变温霍尔效应测量半导体电学特性
霍尔效应的测量是研究半导体性质的重要实验方法。利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来确定半导体的导电类型和载流子浓度。通过测量霍尔系数与电导率随温度的变化，可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温（晶格散射起主要作用）情况下，A=，在较低的温度（电离杂质散射起主要作用）情况下，A=,对于高载流子浓度的简并半导体以及强磁场条件A=1。
对于电子、空穴混合导电的情况，在计算Rh时应同时考虑两种载流子在磁场偏转下偏转的效果。对于球形等能面的半导体材料，可以证明：
A(p—nb2)q(p+nb)2
7)
式中b=沽，卩、卩分别为电子和空穴的迁移率，A为霍尔因子，A的大卩ppn
小与散射机理及能带结构有关。
从霍尔系数的表达式可以看出：由rh的符号可以判断载流子的型，正为P型，负为N型。由Rh的大小可确定载流子浓度，还可以结合测得的电导率算出如下的霍尔迁移率
PH
罟种⑻
对于P型半导体气=气，对于N型半导体气=气
霍尔系数Rh可以在实验中测量出来，表达式为
RuHd（9）
HIsB
式中UH、Is、d，B分别为霍尔电势、样品电流、样品厚度和磁感应强度。单位分别为伏特（V）、安培（A）,米（m）和特斯拉（T）。但为与文献数据相对应,一般所取单位为UH伏（V）、Is毫安（mA）、d厘米（cm）、B高斯（Gs）、
H
则霍尔系数Rh的单位为厘米3/库仑（cm3/C）。
H
但实际测量时，往往伴随着各种热磁效应所产生的电位叠加在测量值UH上,引起测量误差。为了消除热磁效应带来的测量误差，可采用改变流过样品的电流方向及磁场方向予以消除。
2．霍尔系数与温度的关系
rh与载流子浓度之间有反比关系，当温度不变时，载流子浓度不变，rh不变，而当温度改变时，载流子浓度发生，rh也随之变化。
实验可得IRHI随温度T变化的曲线。3．半导体电导率
在半导体中若有两种载流子同时存在，其电导率o为
o=qpup+qnun（10）
实验中电导率o可由下式计算出
o=I/p=Il/Uoad（11）
式中为p电阻率，I为流过样品的电流，U、1分别为两测量点间的电压降和长
1G
度，a为样品宽度，d为样品厚度。
【实验数据记录及处理】

（1）.霍尔系数和载流子浓度
（3）.霍尔迁移率：
霍尔电压的方向与电流方向、磁场方面和载流子类型有关，具体详见教课书。本系统所提供的样二在室温下为n型载流子导电，在液氮温度下为p型载流子导电。请于实验前用指南针确定电磁铁极性与电流方向的关系，判断载流子类型。
进行霍尔测量时，有雨存在热电势、电阻压降等许多副效应，这些副效应多数有自己的特定方向，与电流无关，故要在不同电流方向和磁场方面下进行四次霍尔电压测量，得到四个值：VH］、Vh2、Vh3、Vh4。最后，霍尔电压：
V1=1（V1+V1+VkVI）（12）
H4H1H2H3H4
代入（9）式即可求出霍尔系数。
对于单一载流子导电的情况
载流子浓度为：n=（米-3）（13）

H
（2）.电阻率：
标准样品的电阻率：
欧姆*米）
(14)
daV
p=
IL
其中V为电导电压（正反向电流后测得的平均值），单位为伏特；d是样品厚