о
$7ZZLYZZZ2ZZZl
2.7-расм.
Холл токини
тажрибадан аник,лаш-
нинг улчаш схемалари.
унга параллель ички карш*^лиги (
Цг)
+
R2
Каршиликка
на ажратилган контакт орг>сидаги намуна каршилиги га
нисбатан жуда кичик булга и гальвЗнометР уланади. Ток
манбаига, намунага кетма-^ет уЛанган амперметр наму
надан утаётган токни улчайг ди Хол:1 токини улчаш учун
В
= 0 да /?, ва
R,
к а р ш и л и ^ а р оркали гальванометрдан
утаётган ток нольга (/= 0 ) к ^ ЛТИрИЛзДИ, сунг магнит май
дон уланади. Магнит майд^)Н уЛаН
1
-анда намунада Холл
токи вужудга келади.
В
* 0 д_а гальва,;10метР
билан магнит
майдонида вужудга келган, юкори сиртида ажратилган
контактларни туташтирувч^ Холл токининг бир к,исми
аникданади. Гальванометрь^инт ич»411 каршилиги кичик
булганда гальванометрдан окаётгаИ ток Холл токининг
ярмига тенг булади. Н ам уц анинг к>К°Ри кисмида ажра
тилган контактларга уланга^ электр занжири учун куйи
даги Кирхгоф коидаси урик1лидир :
(2.40)
7
55
^>7
В
-О булганда / = 0 кдлиб олинса, (2.38) ва (2.40) лардан
2 1
.
(2.41)
булишлигини топамиз.
Кучсиз магнит майдонида Холл токи / 1 га
нисбатан
умумий ток /=/,+ /, ва
I
нинг узгаришини назарга ол-
маслик мумкин. Модомики шундай экан, улар (А/,, А /,)
магнит — каршилик эффекти билан пайдо булган. бу
эффектда А/, ва А / 2 иккинчи тартибли,
1Н
эса биринчи
тартибли кичик катгаликлардир. (2.40) ифодани х,исобга
олиб, (2.38) ва (2.41) лардан
2
1 +
R
(Л, + Л, )
(2.42)
ни топамиз. Агар
R
шарт бажарилса,
1 = 1 J 2
була
ди. Юкорида айтилганларга кура гальванометр Холл то
кининг ярмини улчайди. Бу гальванометрга 0,5
1Н Rr
га
тенг булган кучланиш тушувини ва ажратилган контакт-
ларда ноэквипотенциалликни хосил килади. Холл токи
ни улчашдаги нисбий хатолик
д / н _
RT
(2.43)
булади. Бу ерда,
R'
— ажратилган контактлар орасидаги
намуна каршилиги. Маълумки, ток контактларининг аж-
ратилиши намунада электр майдонининг мах,аллий бузи-
лишига олиб келади ва контактлар потенциаллари бир
хил булганда хатолик
булади. Бу ерда,
д
— ажратилган контактлар орасидаги
масофа. Холл токини, намунага куйилган кучланишни
98
ва намунадан утаётган токни билган холда, кучсиз маг
нит майдонида заряд ташувчилар концентрацияси ва \apa-
катчанлиги куйидаги формулалардан аникданади:
1 = о ^ - Щ
1„ = “ьЦпНВ1
(2.45)
2.7а-расмда келтирилган чизма билан ихтиёрий магнит
майдонида Холл токини улчаш мумкин. Бунда ток / , нинг
узгаришини гашлаб юбориш мумкин булмайди, уни йуко-
тиш учун магнитнинг икки йуналишида Холл токи улча
нади, яъни
I „
= ( /r(2?)- / r(-5))|l +
(2.46)
R «
Я, +
R2
да
1 = ЦБ)
- / (-
В)
(2.47)
Харакатчанлик (2.26) асосида олинган тула ток
I, — a' — U\ I н = n„HBo'dU
(2.48)
а
формулаларидан топилади. Бунинг учун кенглиги / булган
сохадан утаётган ток ва унга куйилган кучланишни улчаш
керак (2.7а~расм). Бу усул билан улчашда намунанинг
остки Ом контакти икки к,исмга ажратилади, яъни юкори
Ом ли намуналарнинг солиштирма каршилигини улчаш
каби курикдовчи халка ишлатилади.
Икки контактда эк-
випотенциаллик шарти
ItRA« U
(2.49)
да бажарилади. Бу билан сирт буйлаб окаётган сирт утка-
зувчанлиги токини хамда бир жинсли булмаган электр
майдон сохасида окаётган токларнинг таъсирини йуко-
тиш мумкин. Холл токини улчашга дойр яна бир чизма
2.7в-расмда келтирилган. Унга асосан ажратилган кон-
тактларда Л, ва
R2
орк,али /?=О да эквипотенциалликка
99
эришилади. Бунда
Kr R2> R r
булиши керак. Магнит май
дон уланганда гальванометрдан утаётган ток /
Холл токи
/„ ни курсатади. Намунадан окаётган тула ток
А,
ва
А}
амперметрлар билан улчанади. Чизма кучсиз магнит май
донида Холл х,аракатчанлигини улчашга ярокдидир.
Холл токини улчашга асосланган заряд ташувчилар
хдракатчанлигини ва концентрациясини аникдаш усули
кейинги йилларда ишлаб чикилган. Текширишларнинг
курсатишича, бу усул хдм, Холл ЭЮК. ини улчашга асос
ланган усул каби, намуна хоссалари
тугрисидаги маълу-
мотларни беради, маълум шароитда Холл токини улчаш-
ни амалга ошириш енгилрок, ва кулайдир. Масалан, бу
усул билан юкори Ом ли намуналарнинг хдмда калинли
ги буйича бир жинсли булмаган диффузион катламлар-
ни, эпитаксиал катламларнинг параметрларини улчаш
Кулайдир. Маълумки, Холл Э Ю К ини юкори Ом ли на
муналарда улчаш учун ички каршилиги катта булган элек-
трометр-вольтметрлар кулланилади. Намуна каршилиги
катта булганда сиркиш токи пайдо булиши мумкин. Бун
да вольтметрлар билан ишлаш кийинчилик гутаиради.
Холл токини улчашда эса ички каршилиги кичик гальва
нометр кулланилади, бу билан ток сиркиши йукогилади.
Куп катламли струкгураларда
Холл Э Ю К и кийматига
х,ар бир катламнинг кушган х,иссаси мураккаб муносабат-
лар билан богланган. Холл токини улчаш усулида натижа-
вий Холл токига \ар бир катламнинг кушган \иссаси сод-
да богланган булиб, у кушилиб боради. Анизтропик наму
наларда Холл Э Ю К ини улчаш
б и л а н
солиштирма
Каршилик тензори. Холл токини улчаш билан солиштир
ма утказувчанлик тензорини аникдащ мумкин.
Do'stlaringiz bilan baham: