홀이팩트 예비보고서

소개글

홀 이팩트 실험 예비 보고서 입니다.

홀 이팩트 원리 및 이론에 대한 조사

mobility 전도도 등을 구하는 방법 조사

목차

1. 실험의 목적
2. 원리 및 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. Reference

본문내용

◎ Hall Effect

1. 실험의 목적
- 금속이나 반도체에 전류를 흐르게 하는 전하운반자가 무엇인지 또한 그것의 전하밀도가 얼마인지를 판별하는 실험으로서 n형 혹은 p형 반도체의 비저항, 전하운반자의 농도 및 이동도 등을 측정한다.


2. 원리 및 이론

◆ Hall effect
- E. H. Hall이 1897년 미국의 존스 홉킨스 대학에서 Henry A. Rowland 의 대학원 생으로 있을 때 발견하였다.
금속이나 반도체 등의 고체를 자기장 속에 놓고 자기장의 방향에 직각으로 고체 속에 전류를 흘리게 되면, 고체 속에서 자기장과 전류의 두 방향에 수직한 방향으로 전기장이 나타나는 현상이다. 이것을 홀 기전력이라 하는데 전하를 띤 입자가 자기장 속을 운동하면 로렌츠 힘을 받아 운동방향이 휘어지게 된다. 그렇게 되면 전하가 한쪽으로 치우쳐서 흐르게 되고 금속내의 전하 분포가 한쪽으로 치우치게 된다. 결국 전하가 몰려있는 곳과 그렇지 않은 곳 사이에 전위차가 발생하게 되어 전기장이 발생하게 된다. 이것이 Hall Effect 이다.

Hall은 도선전체가 자기장의 영향을 받는 것인지 도선내의 전하만이 힘을 받는 것인지 알고 싶어서 실험을 했다. 도선내의 전하만이 힘을 받아서 금속내의 한쪽으로 쏠려서 흘러 실제 흐르는 단면적이 줄어들어서 저항이 증가할 것으로 예상했다. 실험결과 저항의 증가는 관찰할 수 없었다. 그는 여기에 실망하지 않고 `자석의 영향으로 current를 관찰 할 수 없을 정도라면 도선 내에 한 쪽 벽으로 전기적인 응력이 생겨날 것이고 이 응력은 전위차로 나타날 것`이라고 가정하여 전위차를 측정해보게 되었다. 결국, 전류가 흐르는 직각 방향으로 전위차가 발생하는 것을 알게 되었다. 이전위차가 Hall Voltage이고 이로써 Hall effect를 발견하게 되었다.

참고 자료

5. Reference
1) “Fundamentals of Physics”6th Edition - David Halliday, p.468
2) “고체물리학” - C.Kittel, p.141-143
3) “전자기학” - Kenneth R. Demarest, p.303-306
4) “전자기학” - Stanley V. Marshall, p.491-494


- 관련 사이트
물리의 이해 (http://physica.gsnu.ac.kr)
서울대 물리학과 홈페이지 (http://physlab.snu.ac.kr)
경희대 물리학과 홈페이지(http://quanta.kyunghee.ac.kr)
Hyperphysics (http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html)
Electronics and Electrical Engineering Laboratory (http://www.eeel.nist.gov)
Wikipedia (http://en.wikipedia.org/wiki/Hall_effect)
http://groups.physics.umn.edu/demo/electricity/5M1010.html