Поле - холл
Cтраница 4
Если цепь не замкнута, то возникает градиент заряда, создающий противодействующее электрическое поле, уравновешивающее силу - F. Это электрическое поле Ен и является полем, измеряемым как поле Холла. [46]
В полупроводниках дрейфующие в электрическом поле электроны и дырки отклоняются магнитным полем к одной и той же грани образца. У этой грани происходит их накопление до тех пор, пока созданное ими поле Холла и возникающий градиент концентрации носителей заряда не компенсируют силу Лоренца. [47]
Сравнивая выражение (45.26) с (45.8), видим, что Н0 отличаются множителем при, который равен С в случае неограниченного вещества, и С - А2 в случае ограниченного. Другими словами, в ограниченном образце магнетосопротивление выражено слабее, поскольку оно компенсируется полем Холла. [48]
Хотя поле влияет на величину коэффициента Холла и в вырожденных полупроводниках, однако это влияние при прочих равных условиях меньше, чем в невырожденных полупроводниках. Это видно, например, из соотношения (44.25) - при доминировании электронов в образовании поля Холла вырождение электронного газа приводит к независимости R от В. С точки зрения наглядных представлений об эффекте Холла зависимость R от В следует ожидать в тех случаях, когда магнитное поле меняет вклад в образование поля Холла носителей заряда различной энергии в невырожденных полупроводниках с одним типом носителей заряда или различных типов носителей заряда независимо от степени вырождения. [49]
Эффект Холла оказывает существенное влияние на конструкцию МГДГ. Очевидна, в частности, непригодность электродов, показанных на рис. 8.1. Результатом замыкания непрерывными электродами поля Холла была бы продольная циркуляция тока вдоль канала через электроды. Чтобы не допустить этого, электроды делят на большое число изолированных друг от друга сегментов и затем замыкают каждую противолежащую пару сегментов на свою внешнюю нагрузку. В этом случае токи Холла циркулировать не могут, ибо проводник, существовавший ранее в виде непрерывного электрода, оказывается разорванным. Чем значительнее поле Холла, тем больше сегментов должно быть сделано. [50]
При помещении рассматриваемого диода в поперечное магнитное поле коэффициент диффузии Дф неравновесных носителей тока уменьшается вследствие искривления траектории движения носителей под действием силы Лоренца. Влияние магнитного поля здесь особенно значительно благодаря тому, что при совместной диффузии неравновесных электронно-дырочных пар практически отсутствует поле Холла, которое могло бы частично скомпенсировать искривление траектории. Поэтому поперечное магнитное поле вызывает уменьшение диффузионной длины, а следовательно, и раст сопротивления я-области. Влияние уменьшения L на рост сопротивления длинной - области достигает максимума при некотором значении соотношения d / L, где d - длина n - области. [51]
Обращение в нуль jz вызвано тем, что на боковых гранях накапливается заряд, который приводит к появлению поля Холла, оно в свою очередь компенсирует действие магнитного поля. Иначе обстоит с потоком тепла. [52]
 |
Зависимость маг-нитнорезистивного эффекта от величины отношения длины образца к ширине. / со. 2 5. 3 2. 4 1. 5 0 4. 6 0 ( диск Корбино. [53] |
Сравнивая выражение (45.26) с (45.8), видим, что Я отличается множителем при i %, который равен С в случае неограниченного вещества, и С - Л2 в случае ограниченного. Другими словами, б ограниченном образце магнетосопротивле-ние выражено слабее, поскольку оно компенси - - j - руется полем Холла. [54]
Таким образом, в неограниченном полупроводнике поворачивается вектор тока, в ограниченном - вектор электрического поля и в любом случае между j и Е ( или Е) возникает угол ф, называемый углом Холла. Эквипотенциальные поверхности в ограниченном образце повернуты на угол ф относительно их первоначального положения, поэтому в точках, лежащих в одной плоскости, перпендикулярной j, появляется разность потенциалов Vм сЕн, где Ен-напряженность поля Холла, с - размер образца в направлении, перпендикулярном Е и В; Vм носит название холловой разности потенциалов. [55]
Таким образом, в неограниченном полупроводнике поворачивается вектор тока, в ограниченном - вектор электрического поля и в любом случае между j и Е ( или Е) возникает угол р, называемый углом Холла. Эквипотенциальные поверхности в ограниченном образце повернуты на угол ф относительно их первоначального положения, поэтому в точках, лежащих в одной плоскости, перпендикулярной j, появляется разность потенциалов VH cEH, где Ен - напряженность поля Холла, с - размер образца в направлении, перпендикулярном Е и В; VH носит название холловой разности потенциалов. [56]
Лоренца, которая уравновешивается действием электрического поля Холла. Однако не все электроны имеют среднюю скорость, определяемую значением внешнего электрического поля Е, поскольку хаотическое тепловое движение электронов вызывает значительные отклонения от среднего значения скорости. Поле Холла / Г2 уже не может полностью скомпенсировать силу Лоренца, действующую на электроны, движущиеся со скоростью, отличной от средней. Траектории последних отклоняются как в одну, так и в другую сторону от направления, параллельного продольным граням пластины. В результате для переноса заряда вдоль внешнего поля Ег такие электроны в поперечном магнитном поле должны пройти больший путь, что эквивалентно возрастанию электрического сопротивления. [57]
Страницы: 1 2 3 4