Способ бесконтактного измерения коэффициента холла в полупроводниках и металлах
р 438946 о и и с"М-Й тге
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К аВТОГСКОМ СВИДЕтЕЛЬСТВ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 02.01.73 (21) 1865941/26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29 (51) М. Кл. 6 01г 31/26
Государственный комитет
Совета Министров СССР
Па делам изобретений и открытий (53) УДК 538.632(088.8) Дата опубликования описания 13.01.75 (72) Авторы изобретения
Ю. К. Пожела, В. Л. Ряука и P. Б. 7олутис
Институт физики полупроводников АН Литовской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ БЕСКОНТАКТНОГО ИЗМЕРЕНИЯ
КОЭФФИЦИЕНТА ХОЛЛА В ПОЛУПРОВОДНИКАХ
И МЕТАЛЛАХ
Изобретение относится к способам измерения параметров полупроводников и металлов.
Известен способ бесконтактного измерения коэффициента Холла Ятт путем измерения частоты размерного резонанса то, магнитоплазменных волн в металлах на плоскопа раллельных образцах в области сильных магнитных полей (см., например, Я. G. Chambersand, В. К. Jons, Proc. Яоу. Soc. А 27Î, 417, 1962).
Недостатком известного способа является необходимость создания сильных магнитных полей Во)) 1т,— для измерения коэффициента
Холла (здесь р — подвижность носителей тока; Во — напряженность магнитного поля).
Например, для полупроводника с подвижностью носителей тока р.=1 м Ь вЂ” сек — эти поля ЗО тл. Поэтому нецелесообразно измерять коэффициент Холла известным способом в материалах со средней подвижностью носителей. Кроме того, способ не позволяет измерять Ra в анизотропных или квазианизотропных (где анизотропия свойств возникает в присутствии магнитного поля) веществах, Целью изобретения является повышение точности измерений и непосредственного оп,ределения коэффициента Холла в области промежуточных магнитных, полей в изотропных и анизотропных материалах.
Поставленная цель достигается тем, что в пластике геликонного резонатора с требуемой
2 кристаллографической ориентацией плоскостей возбуждатот незатухающие колебания геликонных волн, по частоте которых определяют коэффициент Холла.
5 Коэффициент Холла измеряют следующим о бр азом.
Из исследуемого материала (полупроводника или металла) вырезают образец в виде тонкой плоскопараллельной пластинки толщи10 ной d, примерно в 5 раз меньшей других размеров, Обычно пластинке придают форму квадрата, Если материал анизотропен или квазианизотропен, плоскости пластинки выполняют параллельными кристаллографичес15 ким плоскостям, в которых проводимость изотропна, т. е. компоненты тензора электропроводности Я„„и R», соответствующие любым перпендикулярным направлениям О, и О„в плоскости образца, равны (R=R»). Напри20 мер, для nGe это плоскости (100). Образец помещают в постоянное магнитное поле Вр, перпендикулярное плоскостям образца. Величину Во подбирают такой, чтобы выполнялось условие Во) p — (или просто увеличивают
25 до возникновения незатухающих колебаний).
При Bp) p- в образце могут распространяться затухающие геликонные волны. Образец в данном случае .выполняет функцию резонатора Фабри-Перо для геликонных волн.
30 Из частотного спектра геликонных волн, возmP
4d
// ЯP
<ек — >
4я з
Составитель В. Авдонин
Техред 3. Тараненко
Корректор Л. Котова
Редактор Т. Орловская
Заказ 3595/11 Изд. № 151 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
3 буждаемых в образце, например, одиночным импульсом слабой магнитной индукции, приложенной перпендикулярно к Ве, в резонаторе устанавливаются лишь затухающие геликонные волны, длина которых Х=2д. В данном случае частота затухающих колебаний о, соответствует модулю комплексной величины а„
I II з — I ®®ê — I ®®ê.+ «<ê I.
Величины о и в" определяются всегда параметрами вещества: где р — проводимость материала в магнитном поле.
Для определения RH в геликонном резонаторе поддерживают незатухающие колебания геликонных волн, например, создают положительную связь между индицирующим и возбужда1ощим геликонные волны устройствами.
Требуемую для возбуждения незатухающих колебаний глубину положительной обратной связи подбирают с помощью, например, усилителя ВЧ-колебания с аттенюатором. Измеряют частоту незатухающих колебаний ь„ при помощи частотомера кЯ В у о
4 13
Коэффициент Холла определяют по формуле
4о нзИ в, 10 Нужно отметить, что последняя формула применяется и в случае анизотропных и к вазианизотропных материалов, если ориентацию плоскостей образца подбирают описанным методом.
Предмет изобретения
Способ бесконтактного измерения коэффициента Холла в полупроводниках и металлах по дисперсии электромагнитных магнитоплаз20 менных волн в геликонном резонаторе, о тл ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений и непосредственного определения коэффициента Холла в области промежуточных магнитных полей в изотролных
25 и анизотропных материалах, в пластинке геликонного резонатора возбуждают незатухающие .колебания геликонных волн, по частоте которых определяют коэффициент Холла.
