实验名称：硅的霍尔系数及电阻率的测量 物理学院 刘纩 00904149 实验仪器： BWH—I 型霍尔效应测试仪，I 型—PMMR 永磁魔环（参数：d=1.00± 0.02mm，B=0.402T，f=1，I=0.1mA） 实验目的： 1. 学习了解p型硅电阻率和霍尔系数随温度的变化关系，以及产生变化的原因。 2. 学习掌握通过霍尔系数和电阻率来确定材料的迁移率、净杂质浓度、载流子浓度以及禁带宽度等基本参数。 实验原理： （一）电导率随温度的关系 电导率随温度的关系分三个阶段。其一为杂质部分电离的低温区，在低温区，由杂质电离产生的载流子遂温度升高而增加，迁移率主要取决于杂质散射，亦随温度增加而增加，故电导率随温度升高而增加。其二为杂质电离的饱和区。此区域杂质已全部电离，但本征激发还不明显，载流子浓度不变而晶格散射增强，故电导率随温度升高而下降。其三为长生本征激发的高温区。此区域中，本征激发产生的载流子随温度升高急剧增加，故电导率随温度上升急剧增大。 根据电中性条件，空穴浓度p=NA+n=ps+n,其中NA为受主杂质浓度，ps为杂质电离产生的空穴浓度，p和n为载流子浓度。只考虑晶格散射，电导率ς=nqμLn+pqμLp= qμLp(bn+p)其中μLn和μLp分别为电子和空穴的晶格散射迁移率。且有： μLn = 4.0∗109T−2.6(cm2V−1s−1)与μLp = 2.5 ∗108T−2.3(cm2V−1s−1) 则有：p = ( ςqμLp+ bps) (b + 1) 与n = ( ςqμLp−ps) (b + 1) 利用p ∙n = AT3exp(−Eg kT ),作出ln npT−3 −(1 T )曲线，用最小二乘法可以确定禁带宽度 Eg =k∆ln npT−3 ∆(1 T ) （二）霍尔效应 霍尔电压：VH = RHIBd 。对 p型样品，RH = 1pq；对 n型样品，RH = − 1nq。故RH = VH d/IB(104cm3/C)。实际情况下载流子并不是都具有相同的速度，它们具有一定的速度分布，并且不断地因受到散射而改变。理论上严格考虑此因素后，霍尔系数公式应修正为： RH = (μHμp) 1pq 或 RH = −(μHμn) 1nq 其中μp和μn分别为空穴和电子的电导迁移率，μH 为霍尔迁移率，μH = RHς，可通过霍尔系数和电导率计算得到。 P型半导体霍尔系数与温度关系：（1）杂质电离饱和区，RH>0；（2）温度升高时，价带上电子开始激发到导带，当温度升高到 p=nb2时，RH=0；（3）温度再升高时，RH<0，之后到达一个极值。此时 p=NA+n，当n = NA/(b −1)时，有RH 极值= −3π81qN A(b−1)24b= −RHs(b−1)24b 。其中...
