hall effect 실험 레포트

목차

1. 목 적
2. 실험원리
3. 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 시 주의사항
6. 실험결과
7. 분석
8. 고찰 및 개선사항
9. 참고 문헌

본문내용

1. 목 적
Hall effect 실험을 통해 특정 금속의 특성을 측정하여 어떤 금속인지 알 수 있다. 그리고 n형 반도체인지,p형 반도체인지 알아본다.

2. 실험원리

<그 림1>

두께 d, 높이 b, 길이 w의 직사각형 샘플에서의 홀 효과 : 평형 상태에서 전하 캐리어들의 이동에 대해 움직이는 로렌츠 힘(FL)은 홀 효과의 전기장에 의한 전기적인 힘(Fe)에 의해 균형을 이룬다.

RH는 재료에 따른 특정한 홀 계수 이며, 약한 자기장의 평형 상태(그림 1)에서 홀 계수 RH는 전자와 홀의 농도와 이동도에 따라 규정할 수가 있다.
그러므로 왼쪽의 식으로 부터 전류(I)와 자기장(B)의 방향을 알면 홀 계수 RH로부터 다수 전하캐리어의 극성을 알 수가 있다. (n/p type 판정)

<중 략>

- 홀 효과(Hall effect)
도체에 전류를 흘리고 전류와 수직인 방향으로 자계를 가하면 플레밍의 왼손 법칙에 따라 전류와 자계 양쪽으로 직각인 방향으로 로렌츠의 힘을 받아 하진 캐리어는 편향된다. 도체편(導體片)에서는 전류와 자계의 양쪽으로 직각인 방향으로 기전력이 생기고, 양옆의 중앙점에 설치한 전극에서 홀 전압으로서 꺼낼 수가 있다. 이 홀 효과는 미국의 Johns Hopkins대학의 대학원생 Edwin Herbert Hall에 의해 1879년에 발견되었다. 홀 효과는 캐리어의 종류의 판별이나 캐리어 농도, 캐리어 이동도의 산출 등 고체의 물리적 성질 측정이라든가, 홀 소자, 자기저항 소자 등의 자기센서에 응용되고 있다.

- 홀 계수
홀 효과는 전류와 자기장에 의해 모든 전도체 물질에 나타나는 효과이다. 전류가 흐르는 전기 전도체에 수직하게 자기장이 걸릴 때, 전류와 자기장의 방향에 수직하게 걸리는 전압을 홀 전압이라 하며, 이러한 효과를 홀 효과라 한다. 홀 전압 측정으로 도체에 흐르는 전하의 부호가 결정될 수 있고 보통 전자와 양공이 흐르는 것으로 설명한다. 여기서 전자와 양공의 구분은 현상을 쉽게 설명하기위한 구분일 뿐 실제로 흐르는 것은 '전자'뿐이다. 홀(hall)실험에서 에너지 준위 따라 전자들의 행동이 때론 전자처럼 때론 양전하처럼 작용을 하므로 '양전하'인양 효과를 나타내는 경우가 발생한다.

참고 자료

네이버 지식백과 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=341577&mobile&categoryId=614 (Hall effect)
science all http://www.scienceall.com/dictionary/dictionary.sca?todo=scienceTermsView&classid=&articleid=249970&bbsid=619&popissue= (로렌츠의 힘)