전자·자성·광학 재료
홀 효과의 측정으로 알 수 있는 것으로 옳은 것은 무엇인가?
- A홀 계수가 밴드 갭에 비례하므로, 밴드 갭을 직접 알 수 있다
- B홀 계수의 부호로 다수 캐리어의 종류를, 크기로 캐리어 농도를 알 수 있다
- C홀 전압은 자기장과 무관하며, 흘리는 전류와 시료의 두께만으로 정해진다
정답과 해설 보기
정답: B. 홀 계수의 부호로 다수 캐리어의 종류를, 크기로 캐리어 농도를 알 수 있다
전류를 흘린 시료에 수직으로 자기장을 가하면 캐리어가 로런츠 힘으로 한쪽 측면에 몰려, 전류와 자기장 모두에 수직인 방향으로 홀 전압이 생깁니다. 캐리어가 한 종류라면 홀 계수는 정공에서 R_H = 1/(ne), 전자에서 R_H = −1/(ne)가 되어, 부호로 다수 캐리어의 종류를, 크기로 캐리어 농도 n을 알 수 있습니다. 나아가 비저항과 조합하면 이동도 μ = |R_H|/ρ도 구할 수 있습니다. 홀 전압은 전류와 자기장 모두에 비례합니다. 밴드 갭은 캐리어 농도의 온도 의존성이나 빛의 흡수로부터 구합니다. 자기 센서의 홀 소자는 이 효과를 이용합니다.