Question

【題目】半導體內導電的粒子—“載流子”有兩種：自由電子和空穴（空穴可視為能自由移動帶正電的粒子），以自由電子導電為主的半導體叫N型半導體，以空穴導電為主的半導體叫P型半導體。圖為檢驗半導體材料的類型和對材料性能進行測試的原理圖，圖中一塊長為a、寬為b、厚為c的半導體樣品板放在沿y軸正方向的勻強磁場中，磁感應強度大小為B。當有大小為I、沿x軸正方向的恒定電流通過樣品板時，會在與z軸垂直的兩個側面之間產生霍爾電勢差UH，霍爾電勢差大小滿足關系，其中k為材料的霍爾系數。若每個載流子所帶電量的絕對值為e，下列說法中正確的是（ ）

A. 如果上表面電勢高，則該半導體為P型半導體

B. 霍爾系數越大的材料，其內部單位體積內的載流子數目越多

C. 若將磁場方向改為沿z軸正方向，則在垂直y軸的兩個側面間會產生的霍爾電勢差變小。

D. 若將電流方向改為沿z軸正方向，則在垂直x軸的兩個側面間會產生的霍爾電勢差變大。

Answer 1

【答案】AC

【解析】

根據左手定則判斷帶電粒子的電性，根據最終洛倫茲力和電場力平衡列式，再根據電流的微觀表達式列式，最后聯立求解即可．

電流向右，磁場垂直向內，若上表面電勢高，即帶正電，故粒子受到的洛倫茲力向上，故載流子是帶正電的“空穴”，是P型半導體，故A正確；最終洛倫茲力和電場力平衡，有：evB=e；電流的微觀表達式為：I=nevS；且霍爾電勢差大小滿足關系UH=k，聯立解得：，單位體積內的載流子數目，隨著霍爾系數越大，而越小，故B錯誤；若將磁場方向改為沿z軸正方向，則平衡時：evB=e，解得U=Bdv，則d由原來的b變為c，減小，此時的電勢差產生在前表面和后表面，則在垂直y軸的兩個側面間會產生的霍爾電勢差變小，選項C正確，D錯誤。故選AC。