20xx實(shí)驗(yàn)報(bào)告--霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用-wenkub
2025-01-12 01 本頁(yè)面
【正文】 爾效應(yīng) 誤差分析 對(duì)稱測(cè)量法
一、 引言
自1879年霍爾效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)以來，它在測(cè)量方向得到了廣泛的應(yīng)用，其中測(cè)螺線管軸線上的磁場(chǎng)是十分重要的一個(gè)方面。但是在測(cè)量中，總會(huì)產(chǎn)生各種各樣的副效應(yīng)，這些副效應(yīng)帶來了一定的測(cè)量誤差，有些副效應(yīng)的影響可與實(shí)測(cè)值在同一數(shù)量級(jí)，甚至更大。 3．確定試樣的導(dǎo)電類型、載流子濃度以及遷移率。當(dāng)帶電粒子（電子或空穴）被約束在固體材料中，這種偏轉(zhuǎn)就導(dǎo)致在垂直電流和磁場(chǎng)的方向上產(chǎn)生正負(fù)電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場(chǎng)，即霍爾電場(chǎng)。對(duì)N型試樣，霍爾電場(chǎng)逆Y方向，P型試樣則沿
Y方向，其一般關(guān)系可表示為
顯然，該霍爾電場(chǎng)是阻止載流子繼續(xù)向側(cè)面偏移，當(dāng)載流子所受的橫向電場(chǎng)力 eEH 與洛倫茲力
FE相等時(shí)，樣品兩側(cè)電荷的積累就達(dá)到平衡，此時(shí)有
FE=eEH （2）
其中EH為霍爾電場(chǎng)強(qiáng)度，是載流子在電流方向上的平均漂移速率。比例系數(shù) 稱為霍爾系數(shù)，它是反映材料霍爾效應(yīng)強(qiáng)弱的重要參數(shù)。由n?
1RHe
可求出載流子濃度。設(shè)A、C間的距離L=,樣品的橫截面積為S=bd,流經(jīng)樣品的電流為Is，在零磁場(chǎng)下，若測(cè)得A、C間的電位差為Vσ，可由下式求得σ，
??
IsL
（7） V?S
電導(dǎo)率σ與載流子濃度n以及遷移率μ之間有如下關(guān)系： σ＝n eμ （8）
即μ＝|RH|σ，通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出σ值即可求出μ。就霍爾元件而言，其厚度是一定的，所以實(shí)用上采用
1
KH?（9）
n e d
來表示霍爾元件的靈敏度，KH稱為霍爾元件靈敏度。將測(cè)試儀的“Is調(diào)節(jié)”和“ IM調(diào)節(jié)”旋鈕均置零位，待開機(jī)數(shù)分鐘后若VH顯示不為零，可通過面板左下方小孔的“調(diào)零”電位器實(shí)現(xiàn)調(diào)零，即“”。
(4) 測(cè)繪VH－Im曲線。將“VH、Vσ”切換開關(guān)投向Vδ側(cè)，測(cè)試儀的“功能切換”置在零磁場(chǎng)下，取Is＝，測(cè)量Vδ。取Is＝2mA，IM＝，測(cè)量VH大小及極性，判斷樣品導(dǎo)電類型。 Rin=148Ω Rout=154Ω。對(duì)于圖１所示。只要測(cè)出VH、B
Is3R(m/c)： dH以及知道和，可按下式計(jì)算
RH?
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