Спосіб визначення основних параметрів, а саме концентрації і рухливості неосновних носіїв заряду в твердих тілах

Спосіб визначення основних параметрів, а саме концентрації і рухливості неосновних носіїв заряду в твердих тілах, що включає внесення зразка твердого тіла в магнітне поле, що перпендикулярне прикладеній напрузі, вимірюванні питомого опору у відсутності магнітного поля, точки переги ну поперечного магнетоопору і його величини в цій точці, який відрізняється тим, що вимірюють питомий опір насичення, тобто максимальний питомий опір, а концентрацію nн і рухливість mн неосновних носіїв заряду обчислюють за формулами: rn -1 r0 4Bn nн = , 3 er ¥ 4 r n - 1 3 r0 Винахід належить до твердо тільної електроніки та матеріалознавства і може бути використаний для визначення основних параметрів (концентрації і рухливості) неосновних носіїв заряду в будь-яких твердих тілах з метою вивчення фізичних властивостей цих твердих тіл і прогнозування характеристик приладів на їх основі. На цей час є три групи методів визначення основних параметрів вільних носіїв заряду. Це оптичні методи, гальваномагнетні методи і методи, які комбінують оптичні і гальваномагнетні вимірювання. Серед усіх методів визначення основних параметрів носіїв заряду в твердих тілах найближчим до запропонованого за своєю метою і технічною сутністю виконання вимірювань є спосіб визначення рухливості неосновних носіїв заряду в твердих тілах і відношення питомих провідностей неосновних і основних носіїв заряду, який базуєть ся на вимірюванні магнетопольової точки перегину поперечного магнетоопору даного твердого тіла і значення питомого опору в цій точці [1]. Проте, цей спосіб не дає можливості визначити другий основний параметр носіїв заряду - їх концентрацію. Метою винаходу є отримання способу визначення основних параметрів вільних носіїв заряду в твердих тілах який би дав можливість визначити не тільки рухливість, а й концентрацію неосновних носіїв заряду, простіше і відповідно швидше виконувати вимірювання, а також розширити коло матеріалів для яких згадані параметри можна визначити практично. Ідея запропонованого способу виходить від напівкласичної феноменологічної моделі гальваномагнетних явищ в твердих тілах з двома типами носіїв заряду. Наслідком цієї моделі є така залежність поперечного опору від індукції магнетного поля В [2]: ö 3 æ 4 rn ç ÷ ç 3 r - 1÷, Bn è 0 ø де Bn - індукція магнітного поля в точці перегину поперечного магнітоопору, rn - поперечний магнітоопір в точці Bn , (13) 87695 (11) UA (19) r0 - питомий опір у відсутності магнітного поля, r¥ - питомий опір насичення. C2 mн = 3 r(B ) = 1 n1m1 + n2m2 + m1m2 (n1m2 + n2m1)B2 , (1) e (n m + n m )2 + m2m2 (± n ± n )2B2 1 2 11 2 2 1 2 де е - заряд електрона, n1, m1 - концентрація і рухливість носіїв заряду одного сорту, n2, m2 концентрація і рухливість носіїв заряду другого сорту. Знак плюс ставиться якщо носій заряду негативний, знаки мінус - якщо позитивний. Якщо формулу (1) двічі продиференціювати по індукції магнетного поля В і результат прирівняти до нуля, то отримаємо значення Вn магнетної індукції, при якому крива магнетоопору має перегин кривизни Bn = nm 1+ 1 1 n2m2 , (2) æ n ö 3 ç 1 ± 1 ÷m1 ç n ÷ 2ø è де знак «плюс» відповідає носіям заряду одного знаку, а «мінус» - протилежних знаків. Оскільки умовою того, що в твердому тілі наявні основні і неосновні носії заряду є n1