Курс лекций для студентов специальности 1-25 01 09 «Товароведение и экспертиза товаров»

Методы измерения концентрации и подвижности носителей заряда. Среди множества явлений, связанных с электропереносом, гальваномагнитные зарекомендовали себя как наиболее ценные для определения фундаментальных свойств материалов. Они дают возможность анализировать кинетические процессы, происходящие в ма-
териалах, и широко используются как для исследования свойств электропереноса, так и для стандартного контроля параметров при производстве. К гальваномагнитным явлениям, возникающим при совместном действии на материал электрического и магнитного полей, относят эффект Холла и магниторезистентный эффект.
Эффект Холла. Если через образец, имеющий форму параллелепипеда, пропустить электрический ток, а затем перпендикулярно этому току приложить магнитное поле, то появится поперечный ток.
Для определения концентрации и подвижности носителей заряда необходимо измерить проводимость образца и постоянную Холла. Измерения обычно проводят с помощью зондов: на верхней грани образца размещают два зонда вдоль линий направления тока, а со стороны нижней грани устанавливают третий зонд, встречный одному из верхних. С помощью верхних зондов измеряют проводимость образца по двухзондовому методу, а первый и третий зонды служат для измерения холловской разности потенциалов.
При прохождении через образец переменного тока и использовании постоянного магнитного поля ЭДС Холла измеряют с помощью селективного вольтметра. Для точечных измерений ЭДС Холла необходимо использовать либо точечные контакты, либо образцы специальной геометрической формы, например, гантелеобразные. Для пленочных образцов можно использовать фотолитографию.
Метод геометрического магнитосопротивления применяется для измерения подвижности носителей зарядов в некоторых специальных случаях, когда использование других методов невозможно. Вследствие искривления пути носителей заряда в магнитном поле и отклонения направления их движения от направления продольного электрического тока возникает магниторезистентный эффект. На этом эффекте основан метод измерения подвижности носителей заряда по геометрическому магнитосопротивлению. Сущность эффекта геометрического магнитосопротивления состоит в том, что в центральной части короткого и широкого образца магнитное поле уменьшает удельную проводимость. Метод магнитосопротивления часто используют для определения механизма рассеяния носителей заряда.