电子科技大学：《半导体物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）半导体的霍尔效应、半导体的磁阻效应

§4-5半导体的霍尔效应 P型半导体霍尔效应 1.P型半导体霍耳效应的形成过程

1. P型半导体霍耳效应的形成过程 一、P型半导体霍尔效应 §4-5 半导体的霍尔效应

X BZ B 9+++A

Bz d b V H I l B A z y x ○ + _ fεx fL f ε y

q8 电场力:f=qE 磁场力:f=qVB y方向的电场强度为:c 平衡后:q6-f1=0 a8 fi=g B E.=B

电场力： fε =qεx 磁场力： fL =qVxB z y方向的电场强度为： εy 平衡后： q  y − f L = 0 y x z y L x z V B q f qV B = = =  fεx fL qε y

x= pgVx pg B x B pg 令 (RHp= pg

pq J V J pqV x x x x = = x z x z y J B pq J B  =  令： pq RH P 1 ( ) =

B (RHP B pg (Rn),为P型材料的霍尔系数

H P x z x z y R J B pq J B  = = ( ) （RH）P为P型材料的霍尔系数

两种载流子 霍尔效应 同时存在

两种载流子 同时存在 霍尔效应 ？

两种载流子同时存在时的霍尔效应 1.霍尔效应的形成过程及霍尔系数Rn 有四种橫向电流分量: ●空穴在磁场力作用下,漂移运动发生偏转, 使电流产生横向分量,形成的横向电流/p; ●电子在磁场力作用下,漂移运动发生偏转, 使电流产生横向分量,形成的横向电流 ●电子和空穴在y方向霍尔场作用下形成的 电流Jm,Jm

1．霍尔效应的形成过程及霍尔系数 RH ● 空穴在磁场力作用下，漂移运动发生偏转， 使电流产生横向分量，形成的横向电流 B p y J ； ● 电子在磁场力作用下，漂移运动发生偏转， 使电流产生横向分量，形成的横向电流 B n y J ； ● 电子和空穴在 y 方向霍尔场作用下形成的 电流  py J ，  n y J 有四种横向电流分量： 二、两种载流子同时存在时的霍尔效应

(1)y方向的空穴电流密度(J J),=(J)+(),=pH126,-p042=1B (2)y方向上的电子电流密度(J n÷/B 72),+(m),=nQ2=3B2+mg,E

(1) y 方向的空穴电流密度(Jp )y y p y p y p x z B J p y J p J pq  pq  B  2 ( ) = ( ) +( ) = − (2) y 方向上的电子电流密度(Jn)y y n y n x z n y B Jn y Jn J nq  B nq   = + = + 2 ( ) ( ) ( )

稳定时,横向电流为0 (Jn)y+(Jn),=0 (nqu pqup)E +(nguf-pqunE B=0 pun np e B pun tnu =D+(nx=(pqu, +nun)ex

稳定时，横向电流为 0 J y = (J p ) y + (J n ) y = 0 ( ) ( ) 0 2 2  nqn + pq p  y + nqn − pq p  x Bz = x z p n p n y B p n p n       + −  = 2 2 x p x n x pq p nq n x J = (J ) + (J ) = (  +  )

pun -np J.B.∝JB q pup+nun 1 pup-nu q pup +nu b=un/u

( ) x z x z p n p n y J B J B p n p n q  + −  = 2 2 2 1      ( ) 2 2 2 1 p n p n H p n p n q R     + −  = 令： b = n  p