大学物理实验霍尔效应.pptx
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1、大学物理实验霍尔效应霍尔霍尔(A、H、Hall)霍尔效应就是美国物理学霍尔效应就是美国物理学家霍尔家霍尔(A、H、Hall,18551938)于于1879年在美国霍普金斯年在美国霍普金斯大学读研究生期间大学读研究生期间,研究关于载研究关于载流导体在磁场中得受力性质时流导体在磁场中得受力性质时发现得一种现象。发现得一种现象。A、H、Hall(18551938)霍尔效应霍尔效应(Hall effect)如如果果在在一一块块矩矩形形半半导导体体薄薄片片上上沿沿x轴轴方方向向通通以以电电流流,在在z轴轴方方向向上上加加磁磁场场 ,则则在在垂垂直直于于电电流流和和磁磁场场得得方方向向(即即y 轴轴方方向
2、向)上上产产生生电电势势差差,这这一一现现象象称称为为霍霍尔尔效效应应,所所产产生生得得电电压压称称为为霍霍尔尔电压。电压。xyzISVH霍尔效应霍尔效应(Hall effect)IS半导体半导体:N型型载流子就是电子载流子就是电子;P型型载流子就是空穴载流子就是空穴有一有一N型半导体薄片型半导体薄片:厚为厚为d,宽为宽为b,AC电极间距为电极间距为lISmV洛伦兹力洛伦兹力霍尔电场霍尔电场霍尔电压霍尔电压动态平衡时动态平衡时P型半导体型半导体xyz电场力电场力-测量霍尔电压测量霍尔电压ISISmV实验中得副效应:u不等势电压V0u厄廷豪森效应VEu能斯特效应VNu里纪-勒杜克效应VRL副效应
3、得消除方法用对称测量法测量+B,+IS VAA=V1-B,+IS VAA=V2-B,-IS VAA=V3+B,-IS VAA=V4xyzVAA仪器介绍仪器介绍xyz霍尔片IS输入+IS-IS霍尔片输出VHVH+-mV+-霍尔效应测试仪霍尔效应测试仪S HVH V(mV)IS(mA)IM(A)IS调节调节IM调节调节IS输出输出IM输出输出VH V输入输入-3、21 、123仪器介绍仪器介绍实验内容实验内容保保持持IM值值不不变变,(取取IM=0、600A),改改变变IS,测测量量VH,用用最最小小二二乘乘法处理数据法处理数据,计算霍尔系数计算霍尔系数RH,计算载流子浓度计算载流子浓度n。u电磁
4、铁电磁铁励磁电流励磁电流 ,电磁铁常数电磁铁常数电磁铁磁感应强度电磁铁磁感应强度 B得国际单位得国际单位:特斯拉特斯拉T,单位换算单位换算RH 霍尔系数霍尔系数1、测量霍尔电压测量霍尔电压,计算霍尔系数计算霍尔系数实验内容实验内容2、测测AC间间电电压压 ,计计算算电电导导率率 ,迁移率迁移率 。u将将实实验验仪仪“VH 输输出出”开开关关倒倒向向 ,在在 零零 磁磁 场场 下下(怎怎 样样 获获 得得 零零 磁磁 场场?),取取 ,测量测量 。注注意意:IS取取值值不不要要大大于于0、20mA,以以免免过过大大,毫伏表超量程。毫伏表超量程。()()()()霍尔片输出VHVH+-mV数据处理数
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