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신소재 공학 실험 - 홀 효과 측정(測定) (Hall Effect Measurements)

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작성일18-01-10 00:20

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홀 effect에 의해 간단한 실험 장치와 방법으로 반도체 재료의 중요한 전기적인 속성 인 전하 캐리어의 종류(n형 또는 p형), 다수 캐리어(majority carrier)의 농도(concentration)와 이동도(mobility) 등을 측정(measurement)할 수 있다.

2. 실험 관련 理論
설명
신소재 공학 실험,홀 효과 측정,Hall Effect Measurements
- Hall 효과 측정(測定) 을 통해 다수캐리어 농도가 서로 다른 반도체 시편들의 전기적인 characteristic(특성)(전기저항률, 캐리어 이동도, 캐리어 농도)을 측정(測定) 하고 비교 평가 한다. 왼손의 세 손가락을 그림 1과 같이 벌리고 엄지(F), 검지(B), 중지(I)를 순서로 가리키며 FBI라고 외치고, 왼쪽은 영어로 left라 하고 이 단어 안에 F 자가 있으므로 왼손법칙이 힘(F)의 방향을 결정하는 데 쓰인다고 생각해 두면 쉽다.




신소재 공학 실험 - 홀 효과 측정(測定) (Hall Effect Measurements)



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홀 effect의 기본적인 물리적 원리는 Lorentz의 법칙, 또는 일명 Fleming의 왼손 법칙이다. 홀 effect의 중요성은 반도체의 캐리어의 이동도, 전기적인 저항률, 그리고 캐리어의 정확한 농도를 결정할 necessity 에 의해 강조된다 홀 effect는 연구실이나 반도체공장에서 필수적으로 파악해야 할 속성 이며 최근 반도체 관련 산업현장 조사에서 가장 일반적으로 적용되는 확인 방법이다. 이를 쉽게 암기하는 방법은 다음과 같다. 2. 실험 관련 이론 2.1. 홀 효과(Hall Effect)
다.






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2.1. 홀 효과(Hall Effect)

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1. 실험 목적
공학 실험 - 홀 효과 측정(-7171_01_.jpg 공학 실험 - 홀 효과 측정(-7171_02_.jpg 공학 실험 - 홀 효과 측정(-7171_03_.jpg 공학 실험 - 홀 효과 측정(-7171_04_.jpg 공학 실험 - 홀 효과 측정(-7171_05_.jpg


1. 실험 목적 - Hall 효과 측정을 통해 다수캐리어 농도가 서로 다른 반도체 시편들의 전기적인 특성(전기저항률, 캐리어 이동도, 캐리어 농도)을 측정하고 비교 평가 한다. 한편 발전기의 원리를 이해할 때는 오른손의 세 손가락을 같은 식으로 벌리고 엄지(F), 검지(B), 중지(I)를 순서로 가리키며 FBI라고 외치고, 오른쪽은 영어로 right라 하고 이 단어 안에 I 자가 있으므로 오른손법칙은 전류(I)의 방향을 결정하는 데 쓰인다고 생각하면 편하다. 홀 effect는 오늘날 산업에 적용되는 거의 모든 반도체 재료의 전기적인 성질을 테스트하는 데 일반적으로 적용되고 있다. 그림 1과 같이 왼손의 엄지, 검지, 중지를 서로 직각으로 편 상태에서 중지 방향으로 전류(I)를 가하고 검지 방향으로 자기장(B)을 가하면, 엄지 방향으로 힘(F)이 유도된다 이 힘을 Lorentz Force라고 한다. 홀 effect는 반도체 또는 금속에 전류를 통하게 하고 이것에 수직인 방향으로 자기장을 인가하면, 전류 방향과 자기장 방향 모두에 수직인 방향으로 이들의 크기에 비례하는 기전력이 발생되는 현상을 말한다. 또한 홀 effect를 기초로 한 연구가 1985년과 1998년에 노벨상을 수상했을 정도로 매우 중요하다.

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