해피레포트 - hall effect - Hall 전압과 자기선속 밀도간의 비례관계를 통한 전하 운반자의 극성, 밀도 측정

카테고리 : 레포트 > 자연과학계열 파일이름 :hall effect - Hall 전.hwp 문서분량 : 4 page 등록인 : leewk2547 문서뷰어 : 한글뷰어프로그램 등록/수정일 : 12.04.13 / 12.04.13 구매평가 : 다운로드수 : 0 판매가격 : 1,200 원

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보고서설명
금속이나 반도체에 전류를 흐르게 하는 전하운반자가 무엇인지 또한 그것의 전하밀도가 얼마인지를 판별하는 실험으로서 본 실험에서는 n형 혹은 p형 Si 반도체의 비저항, 전하운반자의 농도 및 이동도 등을 알아본다.

본문일부/목차
Ⅱ. 서론 1879년 미국의 호올(E.H.Hall)은 자기장내에 놓여 있는 도선에 전류가 흐를 때 도선 속에 작용하는 자기력이 도선 자체에 작용하는 것인지 아니면 단지 도선 내에서 이동하는 전하에만 작용 하는지를 결정하고자 노력하였다. 그는 자기력은 이동하고 있는 전하에만 작용할 것으로 예상하고 만약 고정된 도체에서 전류가 자기력에 의해 힘을 받는다면 힘을 받는 방향이 도선에 수직하기 때문에 전류는 가장자리로 쏠려서 흐르게 되고 실제로 전류가 흐르는 단면적이 줄어드는 효과가 되기 때문에 저항이 증가할 것을 예상하였다. 실제 실험에서 저항의 증가를 관찰할 수 없었고 대신에 전류가 흐르는 직각방향으로 전위차가 생기는 것을 알아내었다. 이로부터 금속내부에 움직일 수 있는 전하는 바로 전자(자유전자)이고 그 자유전자의 밀도를 계산할 수 있었다. 이를 호올 효과라 하고 오늘날에도 금속이나 반도체에서 전하운반자의 부호와 전하밀도를 측정하는 데에 기여하고 있다. [1] 또한 전하 운반자(자유전자)의 개수 밀도 결정한다. 도선 위 아래로의 전하 분리는 이들에 의한 내부 전기장 E가 로렌츠 힘과 비길 때까지 일어날 것이다. 따라서 qE= qvB에서 E=vB를 얻는다. R의 크기를 알면 매 단위 부피에 포함되어 있는 전하 운반체의 개수가 계선된다. 반도체 안에서의 홀효과는 판구조의 홀효과로 인해 반도체는 두가지 운송자를 포한하고 있으며 그 수는 온도에 비례한다. 이는 자기장의 크기에 의존하는 Hall 상수에 의해서 나타난다. 마지막으로 운동도가 직접 측정된다. 모든 금속이 음의 Hall 상수를 가지는 것은 아니다. 어떤 금속은 이례적으로 R값을 가진다. [3] 로렌츠 힘이란 하전입자가 자기장 속에서 운동할 때 받는 힘이다. 입자의 전하를 e, 자속밀도를 B, 속도를 v, 광속을 c라 하면, 이 힘은 가 된다. 즉 운동 전하에 대해서는 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도 방향과 수직이므로 정자기장은 운동하는 하전입자에 대해서는 일을 하지 않고 다만 그 운동방향만 바꿀 뿐이다. 로렌츠는 금속의 전자론에 이 힘을 도입 식 자체는 간단하지만 임의의 전자기장 내의 힘을 작용 전체를 나타낼 수 있다. 또 이 힘을 가정함으로써 물질의 밀도·분자량·굴절률 등 전자기적 및 광학적 성질을 설명할 수 있다.

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