1变温霍尔效应实验简介1879年，霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中的受力情况时，发现在垂直于磁场和电流方向上产生了电动势，这个电磁效应称为“霍尔效应”。霍尔效应的研究在半导体理论的发展中起了重要的推动作用，霍尔效应的测量是研究半导体性质的重要实验方法之一。利用霍尔效应，可以确定半导体的导电类型和载流子浓度，利用霍尔系数和电导率的联合测量，可以用来研究半导体的导电机制（本征导电和杂质导电）和散射机制（晶格散射和杂质散射）。在霍尔效应发现约100年后，德国物理学家克利青(KlausvonKlitzing)等在研究极低温度和强磁场中的半导体时发现了量子霍尔效应，克利青为此获得了1985年的诺贝尔物理学奖。其后美籍华裔物理学家崔琦(DanielCheeTsui)和美国物理学家劳克林(RobertB.Laughlin)、施特默(HorstL.Strmer)在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应，这个发现使人们对量子现象的认识更进一步，开创了凝聚态物理学的一个新纪元，他们为此获得了1998年的诺贝尔物理学奖。本实验的目的是了解半导体中霍尔效应的产生原理；掌握利用霍尔效应测量半导体材料电输运性质的原理和实验方法；通过对碲镉汞单晶样品的变温霍尔测量，分析半导体样品的导电机制和散射机制，确定样品的迁移率、禁带宽度、杂质电离能等基本参量。实验原理1.半导体的能带结构和载流子浓度没有人工掺杂的半导体称为本征半导体，本征半导体中的原子按照晶格有规则的排列，产生周期性势场。在这一周期势场的作用下，电子的能级展宽成准连续的能带。束缚在原子周围化学键上的电子能量较低，它们所形成的能级构成价带；脱离原子束缚后在晶体中自由运动的电子能量较高，构成导带，导带和价带之间存在的能带隙称为禁带。当绝对温度为0K时，电子全被束缚在原子上，导带能级上没有电子，而价带中的能级全被电子填满（所以价带也称为满带）；随着温度升高，部分电子由于热运动脱离原子束缚，成为具有导带能量的电子，它在半导体中可以自由运动，产生导电性能，这就是电子导电；而电子脱离原子束缚后，在原来所在的原子上留下一个带正电荷的电子的缺位，通常称为空穴，它所占据的能级就是原来电子在价带中所占据的能级。因为邻近原子上的电子随时可以来填补这个缺位，使这个缺位转移到相邻原子上去，形成空穴的自由运动，产生空穴导电。半导体的导电性质就是由导带中带负电荷的电子和价带中带正电荷的空穴的运动所形成的。本征半导体中的载流子称为...
