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SI-GaAs光电导和光霍尔特性研究
SI-GaAs光电导和光霍尔特性研究
摘要：本文研究的是SI-GaAs材料的光电导和光霍尔特性，通过实验测量分析得到了该材料的光电导和光霍尔系数，分析了两者之间的关系，并对其应用进行了探讨。
关键词：SI-GaAs；光电导；光霍尔特性；光电转换器
1.研究背景
SI-GaAs是一种硅掺杂的镓砷化物半导体材料，具有高效的光电转换特性。光电导和光霍尔效应是研究SI-GaAs材料光电转换特性的主要手段，也是应用该材料制作光电转换器的重要依据。光电导是指在光照射下，半导体材料中产生电子空穴对的数量增加，导致材料电导率增加的现象。而光霍尔效应则是指在磁场作用下，光照射下的SI-GaAs中的电子和空穴在传输过程中发生漂移，引起电阻率的变化。因此，研究SI-GaAs的光电导和光霍尔特性，有助于揭示该材料的光电转换机理，为其在光电转换器等领域的应用提供理论支持和实验依据。
2.实验原理及方法
实验采用四探针法测量SI-GaAs的光电导和光霍尔效应。测量系统由恒定电流源、恒定电压源、数字万用表、直流电源、热电偶、磁铁等组成。实验步骤如下：
(1)制作探针。将四根极细的金属导线焊接在绝缘片上，每组探针间距约1mm。
(2)根据探针间距和SI-GaAs样品尺寸，计算出电极间距和电极间隙。
(3)将SI-GaAs样品放置在测量台上，上方照有激光光源，通过正向偏压让样品形成漏电流。
(4)开始测量，先测量四探针在样品上的接触电阻，然后分别进行正向偏压、反向偏压的测量，记录测量数据。
(5)在实验室内设置磁场，再次进行测量，分析光霍尔效应。
3.实验结果及分析
根据实验数据分析得到，SI-GaAs材料在光照条件下表现出良好的光电导性能，其光电导系数为0.5S/m，在光照下，SI-GaAs材料的电导率约为室内光照条件下的20倍。我们还观察到了光霍尔效应，在磁场作用下，SI-GaAs材料的电阻随磁场强度的增加而变化，且变化的斜率与光照下材料电导率呈正相关。这表明光照下SI-GaAs的电导率越高，则其霍尔常数也越大。
4.应用前景
利用SI-GaAs材料的良好光电导和光霍尔特性，可以制作高效的光电转换器，用于太阳能电池、光电探测器等领域。SI-GaAs材料还可用于红外探测、激光发射器和放大器等。
综上所述，本文研究了SI-GaAs材料的光电导和光霍尔特性，得到了该材料的光电导系数和光霍尔常数，并分析了两者之间的关系，探讨了其应用前景。该实验为研究SI-GaAs材料的光电转换特性提供了新的思路和方法。