|
2.6 §. Холл эффектами улчашдаги мунтазам
(систематик) хатоликларга таъсир этувчи омиллар
Холл эффекти билан хамрох, (бирга содир буладиган)
булган термогальваномагнит ходисалардан ташк,ари, бир
канча омиллар борки, улар Холл эффектини улчашдаги
мунтазам хатоликларга таъсир этади. Шу омилларни кис-
Кача куриб чикайлик.
1. Намуна кундаланг кесимига утказилган металл элек-
тродлар Холл кучланишини шунтлайди, натижада Холл
зондлари орасидаги потенциаллар айирмаси унинг
хакикий кийматидан (
UH)
кичик булади. Холл кучлани
ши Холл контактлари ва ток электродлари орасидаги
масофага боглик. Намунанинг уртасида жойлашган Холл
контактларидаги кучланиш намуна узунлигининг энига
нисбати
а/Ь>
5 булганда максимумга эришади ва Холл
кучланишидан 1 % дан катга булмаган киймат билан фарк-
ланади. Шунинг учун яримутказгич намуналарда Холл
эффектини улчашга тайёрлашда шунга амал килиниши
керак.
2, Холл доимийси кучсиз магнит майдонида
(цпВ<1
)
намунадан утаётган гокка
I,
магнит майдон индукцияси-
га Ву ва Холл кучланишига туфи пропорционал булади.
Германий ва кремний намуналари учун магнит майдони
нинг кичиклик шарти магнит майдон индукциясининг
В<1Тп
булган сохаларида бажарилади. Масалан,
InSb
да
цпВ<
1 тенгсизлик магнит майдон индукциясининг
В<
0,3
Тл сохаларида бажарилади. Шундай килиб, хар бир ярим-
8-55
105
утказгич учун магнит майдонининг кичиклик шартини
Каноатлантирувчи магнит майдон индукциясининг кат-
талигини билиш керак, шунда бу билан боглик улчашда
ги хатолик йукотилади.
3. Холл доимийлари (2.7, (2.8)), (2.9) ифодаларининг
хоссалари хамма йуналишда бир хил булсин деб фараз
килинган намуналар, яъни, изотроп намуналар учун урин-
лидир. Умумий х,олда хоссалари анизатроп булган ярим-
утказгичлар учун бу муносабатлар бажарилмайди. Лекин
ток ва магнит майдон йуналишлари намунанинг крис-
таллографик укдари йуналишидан катта фарк килмаса,
бу билан боглик хатоликни йукотиш мумкин. Холл дои-
мийсини аниклашда
UH
ни магнитнинг икки йуналиши-
да улчаб, натижалар уртасини олиш тавсия этилади. Бу
тавсия, яъни узгармас ток ва узгармас магнит майдонида
Холл доимийсини улчашда инобатга олинади.
4. Холл эффектининг юкорида келтирилган формула-
лари факат энергия зоналари
айнимаган
яримутказгичлар
учун келтирилган, акс холда улчанаётган Холл доимий-
сига хар бир энергия зоналаридаги заряд ташувчиларнинг
кушган хиссасини хисобга олиш керак. Масалан, />-тип
германий валент зонаси
айниган
булиб, у огир кавакли ва
енгил кавакли тармокдардан, хамда узаро спин орбитал
таъсирлашуви туфайли парчаланган тармокдан иборат-
дир. Маълумки, концентрациялари ва харакатчанликла-
рининг нисбатлари
А = о,04;
— = 8
(2.56)
rh
^ph
мос равишда тенгдир. p-тип германий учун Холл дои
мийси
г,
rUe^PePe ~ rHh^pnPh
=
*Л>!
<2-57)
ифода билан аникданади. Енгил ва
ofhp
кавакларнинг
тажрибада аникданган Холл доимийсига кушган хисса-
ларини ажратиш мумкин эмас, шунинг учун тажрибада
аникданган Холл доимийси, Холл харакатчанлиги факат
106
2.10-расм.
Турт зондли Холл усули билан улчашда тугри туртбурчак
шаклдаги намуна учун тузатиш функцияси.
ярим>пгказгичнинг киришма билан легирланиш даража-
сини микдорий, заряд ташувчиларнинг сочилиш меха-
низмларини сифат жи\атдан бахрлашда хизмат цилиши
мумкин.
Зоналар тузилиши мураккаб булган ярим>Ь:казгичлар-
да тажрибадан олинган.
цн
ва
RH
ларни аник, изохдаш,
(тавсифлаш) учун текширилаётган муайян материаллар-
да уларнинг зоналар тузилишини хисобга олган Холл эф
фекти устида назарий тадк,икртлар утказиш керак.
5.
Холл фактори магнит майдонининг индукциясига
бостик,, Кучли магнит майдонида заряд ташувчилар ре
лаксация вактининг иссикушк энергиясига боглик,, функ
цияси кучсиз. Шунинг учун заряд ташувчиларнинг с о
чилиш механизмларида магнит майдон ошиши билан
Холл фактори бирга интилади
(rH-+
1). Холл факторининг
107
kr
2.11-раем. Х о л л эффектини улчашда кулланилади гаи хар хил
куринишдаги намуналар.
магнит майдонига богликлиги, \аракатчанлиги ка^та
булган яримутказгичларда кучлирок намоён булади. Гута_
салан, л-тип GaAs да
гн
нинг магнит майдонга боиш к^и-
ги нисбатан кичик майдон сохасида бошланади. Бу б и _
лан боглик хатоликларни йукотиш учун Х олл кучлани _
шини токка ва магнит майдонига чизикли бокланищ
со\асида, яъни кичик магнит майдонда Х олл эффекти
улчаниши керак.
6.
Х олл эффекти улчанаётган намунанинг ёритилищи _
дан баъзан пайдо булган фотоутказувчанлик, фото Э !О к
хатоликка олиб келиши мумкин. Ш унинг учун олд^,н
намунани ёругликка сезгирлиги текширилади, мабодо у
ёругликка сезгир булса, улчовлар коронгуда олиб бори _
лади. Хатоликни камайтириш учун бундан ташкари куйи-
дагиларга риоя килиш керак. Электр майдон кучланган
лиги 1В/см тартибида булиши, контактларнинг инже^_
циясини йукотиш, юкори Ом ли намуналарда сирт
утказувчанлиги билан боглик сирт сиркиш токлари йук0_
тилиши керак. Бу омиллар маълум улчаш чизмаларини
танлаш билан ёки \ар хил кимёвий ишловлар бериш би
лан йукотилади. Х олл зондлари оркали намуна шунтлац_
маслиги учун маълум бир шаклда, масалан, “ гантель”
куринишида намуналар тайёрлаш тавсия этилади (2.1 j .
раем).
Туртта Х олл контактли намуна тайёрлашда уларницг
улчамлари с>0,1 см; br b2>2h\ d < 0,1см;
1
c m
< Z , < 1 , 5
c m
тартибида булиши тавсия этилади.
1Q8
2.7
Do'stlaringiz bilan baham: |
