Lineas de transmision

Universitas Scientiarum, Vol. 13 N° 2, 188-197
Facultad de Ciencias

UNIVERSITAS SCIENTIARUM Disponible en línea en: www.javeriana.edu.co/universitas_scientiarum
Vol. 13 N° 2, 188-197

Artículo original

UNIDAD PARA SUPERVISIÓN Y CONTROL DE MEDICIÓN DE EFECTO HALL CON LABVIEW® UNIT FOR MONITORING AND CONTROLLING THE HALL EFFECT USING LABVIEW®
Hernán Rodríguez, L. Camilo Jiménez
Grupo dePelículas Delgadas Departamento de Física, Facultad de Ciencias Pontificia Universidad Javeriana. Cra. 7 No. 43-82 Bogotá, Colombia rodríguez.hernan@javeriana.edu.co, cjimenez@javeriana.edu.co

Recibido: 03-12-2007: Aceptado: 14-10-2008:
Resumen Se implementó una unidad para la medición de conductividad eléctrica y efecto Hall, que permite determinar propiedades de transporte en películasmetálicas y semiconductoras, tipo de portadores mayoritarios, su concentración y su movilidad, a partir de la medición del voltaje Hall y la corriente. Es claro que para los metales el tipo de portadores son electrones, sin embargo ciertos metales como aluminio, zinc y cadmio entre otros, muestran un comportamiento que clásicamente sería atribuible a portadores de carga positivos (huecos). En elpresente trabajo se discuten medidas de efecto Hall en dos tipos de materiales: cobre (Cu) y zinc (Zn). El resultado de las mediciones muestran que el cobre tiene un coeficiente Hall negativo RH = - (0.28 ± 0.01)×10 -10 m3/C, mientras que el zinc tiene uno positivo RH = + (4.2 ± 0.2)×10-11 m3/C. Estos resultados son acordes con valores reportados en la literatura. En la mayoría de textos de física delestado sólido no se menciona explícitamente la razón por la cual hay metales que muestran coeficiente Hall positivo. En este trabajo se discute este fenómeno por medio de sus estructuras de bandas. Palabras clave. Efecto Hall, semiconductor, metal, LabVIEW. Abstract We assembled a Hall effect and electric conductivity measuring unit that allows the determination of transport properties insemiconductor and metal films, including the type and concentration of majority carriers and their mobility, from measurements of Hall voltage and current. It is clear that electrons are the charge carrier in metals, however some metals such as aluminum, zinc and cadmium among others exhibit a behavior that, according to the classical view, should be positive charge carriers (holes). In this paper wediscuss Hall effect measurements in two types of materials: copper (Cu) and zinc (Zn). Results from measurements show that copper has a negative Hall coefficient RH = - (0.28 ± 0.01)×10-10 m3/C and zinc has a positive coefficient RH = + (4.2 ± 0.2)×10-11 m3/C. Our results agree with those reported in the scientific literature. Most of the textbooks on solid state physics do not mention explicitly thereason why some metals show a positive Hall coefficient. We discuss this fact based on their band structures. Key words: Hall effect, semiconductor, metal, LabVIEW.

INTRODUCCIÓN La caracterización de materiales por efecto Hall, es una técnica ampliamente utilizada para determinar propiedades eléctricas como concentración de portadores, tipo de portador, movilidad etc., en metales ysemiconductores.

En este trabajo se implementó esta técnica para medir el efecto Hall sobre muestras metálicas con tamaños del orden de cm2. La supervisión y control de parámetros de trabajo, se hizo mediante un sistema de adquisición de datos a través de una tarjeta de comunicación IEEE-488 que permite la comunicación entre los instrumentos de

188

Rodríguez et al

medición, una fuente de corrientey un computador. Estos instrumentos tienen interfaces de comunicación GPIB (general purpose interface bus). La comunicación permite la lectura de los parámetros de medición y el control de la fuente de corriente Hall. La supervisión y control con el PC se hace con una interfaz en LabVIEW a través de módulos de acondicionamiento de señal de National Instruments colocados en un chasis NI-SC 2342...