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博碩士論文 etd-0905108-172949 詳細資訊
Title page for etd-0905108-172949
論文名稱
Title
氮化銦的異常霍爾效應
Anomalous Hall Effect of InN
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
51
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-06-16
繳交日期
Date of Submission
2008-09-05
關鍵字
Keywords
氮化銦、窄能隙、半導體、表面電荷、磁阻、載子濃度、異常霍爾
GALVANOMAGNETIC, 2DEG, InN, Anomalous Hall Effect, Magnetoresistance
統計
Statistics
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中文摘要
在低溫高磁場的環境下量測 III - V 族半導體氮化銦 (InN) 的電性,成長方式是用分子束磊晶系統 (Molecular Beam Epitaxy, MBE),以四點量測通過固定電流在為外加磁場下發現氮化銦在 2.5 K 電阻率急遽下降的現象,並在 2 K $sim$ 4 K 之間每 0.25 K 做一次電阻率隨磁場變化的曲線,觀察其超導與非超導狀態下受磁場影響的轉變。再以五點霍爾量測方法量測氮化銦在磁場下的變化,霍爾電壓並非與磁場成正比,顯示氮化銦為不只是半導體而是有磁性的半導體,在高磁場可看出磁化強度 (magnetization) 已飽和 (saturation),磁化強度以不隨磁變化,因此可通過計算把實際的霍爾電阻率 $
ho_{0}$ 與磁化強度產生的霍爾電阻 $
ho_{M}$ 分別求出,藉此可看出氮化銦為反磁性材料,最後並可算出氮化銦未受磁化強度 (magnetization) 影響的載子濃度 (carrier concentration)。
Abstract
The electrical conductivity of InN, group III-V semiconductor, is measured by four point measurement at low temperatures and high magnetic fields. From Resistance Vs temperature measurements (done in the absence of magnetic field) there is a transition from semiconducting state to superconducting state at 2.5K. This superconducting state disappears when the measurements are repeated but at a magnetic field of 0.1 Tesla. Mover the Hall voltage is not proportional to the magnetic field.
目次 Table of Contents
1 簡介1
2 氮化銦的電性性質3
2.1 超導性質. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.2 2DEG 的表面電荷. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2.3 氮化銦載子的性質. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
3 磁電流效應(GALVANOMAGNETIC EFFECT) 5
3.1 非磁性材料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
3.1.1 一般霍爾效應(Ordinary Hall Effect) . . . . . . . . . . . 5
3.1.2 磁阻(Magnetoresistance) . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3.2 磁性材料. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.1 鐵磁性材料的磁電流效應. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3.2.2 異常霍爾效應(Anomalous Hall Effect) . . . . . . . . . . 7
4 實驗方法與原理9
4.1 低溫高磁場環境. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
4.2 接線方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2.1 歐姆接觸(ohmic contact) . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
4.2.2 四點量測接線. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
4.2.3 五點霍爾量測接線. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
5 結果與討論15
5.1 氮化銦隨溫度的電阻變化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
5.2 氮化銦隨磁場的電阻變化. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
5.3 氮化銦的異常霍爾效應. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
5.4 未受磁化強度影響的氮化銦之載子濃度. . . . . . . . . . . . . . 27
文獻...........................33
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