私は現在大学の研究室において、化合物半導体のホール効果測定を行っています。
私が扱っている試料は、Beを一様ドープしたGaAs層を井戸層として用いたMQWの
試料です。この薄膜はGaAs層7000Å、AlAs層7000Åの試料です。
ここでキャリア密度を求める際に、伝導層がGaAs層であるために膜厚の値をGaAs層のみの7000Åとして計算しているのですが、一様ドープしているわけですからやはり14000Åで計算するべきなのではと最近思うのですが、一般的にMQWの試料のキャリア密度を求める場合、膜厚はどの値を使えばキャリア密度としての値が求まるのか最近よくわからなくなっています。実際にやられている方の意見がおききしたいです。よろしくおねがいします。

A 回答 (1件)

私も去年 GaAs/AlGaAs150周期のSiドープ


のサンプルを計ったのですが、
Beのドープ特性を知らないので外してるかも知れませんが
Siの場合
同じ濃度でSiをドープしても、GaAs側の方が多く
キャリアができ、AlGaAsの方が少ない電子濃度
になるそうです。

で今回の質問なのですが、おそらくキャリアはすべて
AlAs層より、GaAs層にすべて落ち込んでいるはず
ですから、ホール測定での計算に使う厚さは7000Aの
ままでいいと思います。

遅い返事ですが、役たちますか?
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以下参考書の解説
 閉曲面Sとして、電荷の分布する円筒と同軸の半径r、長さLの円筒面を選ぶ。Sについての電場Eの面積分はE2πrL
 Sの内部に含まれる電荷はr<Rのとき0、r >Rのときσ2πRL
 よって、ガウスの法則より、E=0(r<R)、σR/εr(r >R)

なぜ、Sの内部に含まれる電荷はr >Rのときσ2πRLなんですか?
なぜ、E=σR/εr(r >R)なんですか?

詳しい解説お願いします。

Aベストアンサー

>Sの内部に含まれる電荷はr >Rのときσ2πRLなんですか?

問題の定義どおりです。

面密度 x 円筒の表面積 = σ x 2πRL

>なぜ、E=σR/εr(r >R)なんですか?

ガウスの法則から

電場=電荷量/(ε局面Sの側面積) = σ x 2πRL/(ε2πrL)=σR/(εr)

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F'=mrω^2=mv^2/r[N]・・・・・・・・・・・・(2)
(1)=(2)より
r=mv/Be=1/B*√(2mV/e)

ω=v/r=Be/m
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∴T=2πm/Be[s]
教科書に書いてあることの羅列です

wikipediaより
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問題文より
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を代入して・・・ください。関数電卓が見あたらないので。

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=∫(r<x<R)・G・4・π・x^2・dx・ρ・4/3・π・x^3・ρ/x^2/(4・π・r^2)
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 趣旨が伝わっていない可能性があるので補足します。

微少円錐台の側面からの圧力についてですが、
円錐の軸方向(半径方向)の合力についてはより高次の微少量として無視できません。
ANo.#11で
「dS・drまたはdS・dpのオーダーより小さくなることを確認しなければ意味がないと気づきチェックしてみたら、
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と述べましたが、これは側面の圧力の合力の軸方向成分は考慮に入れる必要があると言うことです。
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円錐の軸方向(半径方向)の合力についてはより高次の微少量として無視できません。
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長々とした文になってしまい、すいません。
分かる方がいらっしゃれば、回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

 言葉で要点をお話します。

 荷電粒子は、磁場の中で静止しているとすると、磁場からの力は受けません。磁場は、電流に対してだけ、フレミングの左手3指の法則(またはローレンツ力)により、磁場の中にいる限り、親指方向に力を受け続けます。
 この問題は、電線内の電流でなく、単独荷電粒子が、初速度uで飛ぶ、または動く、または流れる電流の問題になります。
 このとき、速度の大きさが電流の大きさになる事を意識してください。電流は1秒間に通過する荷電粒子の数ですから、スピードが大きいことは、流量が多い事=電流が大きい事だからです。磁場から受ける力を計算する時に必要です。

 参考ーー「磁場」は物理学用語、電気工学では「磁界」  を使います。共にmagnetic field の訳です。

 1.磁場に平行な電流には、磁場は電流に力を及ぼさない。ローレンツ力=フレミングの左手法則は当てはめられないからです。このことも意識しておきましょう。
 
 したがって、答えはおのずと出てきます。

 2. 荷電粒子が磁界の中にいて、磁場の方向=または磁力線の林、を直角に流れる限り、同じ力を受け続けるので、円を描く事になります。但しスピードが変わらない=電流の大きさが変わらない場合。もし、途中で粒子のスピードが落ちると、電流が小さくなる事だから、受ける力は弱くなリ、円にはならず、ゆがんだ軌跡になります。


  
 2. もし、荷電粒子が斜めに横切った場合は、直角に横切る成分で、円を描きますが、この場合は磁場に平行に動いている成分がありますから、2つ合成すると、螺旋=英語でスパイラル、を描きます。

 以上は、定性的理論です。
 定量的とは、数値計算して量をはっきりさせることを言います。

 結論 一様な電場と言う事は、一定の電圧=一定の電位傾度=一定の電界強度を加える事を遠まわしに表現じたもの。したがって、一定の速度で流れる事を表していて、この場合、初速度uがその価です。

 
 もし、一様な磁場の方向=磁界の方向が、一様な電場=電界と平行になっていて、交差していないとすると、荷電粒子の電流は磁場を横切りませんから。直進したままになります。
 もし、磁界と直角に交差しているなら、円運動。
 もし、斜め交差なら、螺旋運動。
となります。
そうは思いませんか。   以上。
 

 言葉で要点をお話します。

 荷電粒子は、磁場の中で静止しているとすると、磁場からの力は受けません。磁場は、電流に対してだけ、フレミングの左手3指の法則(またはローレンツ力)により、磁場の中にいる限り、親指方向に力を受け続けます。
 この問題は、電線内の電流でなく、単独荷電粒子が、初速度uで飛ぶ、または動く、または流れる電流の問題になります。
 このとき、速度の大きさが電流の大きさになる事を意識してください。電流は1秒間に通過する荷電粒子の数ですから、スピードが大きいこと...続きを読む


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