Coefficient de Hall R_H
Plaquette de Hall d’épaisseur et de courant connus, R_H inconnue. Relevez U_H pour plusieurs B et déterminez R_H par la pente de U_H(B). Le signe indique le type de porteurs.
Objectif
Déterminer le coefficient de Hall R_H à partir de U_H = R_H I B / t. Pour I et t connus, la pente de U_H(B) vaut R_H I / t, donc R_H = pente · t / I.
Matériel
- Plaquette de Hall (t connue)
- Générateur de courant (I connu)
- Électroaimant (B)
- Voltmètre (U_H)
Expérience
Théorie
Effet Hall à un seul type de porteurs : U_H = R_H I B / t, avec R_H = −1/(n e) pour les électrons et +1/(n e) pour les trous. B est le module du champ, géométrie fixe « vers la page », si bien que les électrons donnent une U_H négative (haut moins bas). Le banc cache U_H jusqu’à l’enregistrement et n’affiche jamais R_H.
Mode opératoire
- L’intensité I et l’épaisseur t sont fixes et connues. Les porteurs sont des électrons. Ne faites varier que |B|.
- Relevez au voltmètre U_H (haut − bas). Un léger bruit d’appareil s’ajoute. Il n’y a pas d’indication en direct de U_H pendant que vous déplacez le curseur.
- Recommencez pour au moins 6 valeurs du champ, environ entre 0,15 T et 1,20 T.
- Ajustez U_H(B) ; R_H = pente · t / I. Une R_H négative correspond à des électrons.
- Comparez au coefficient de référence et formulez la conclusion.
Conclusion
Le coefficient de Hall trouvé est négatif et s’accorde avec −1/(n e) pour la concentration d’électrons cachée. Sources d’erreur : bruit du voltmètre et modèle à un seul type de porteurs.