20xx實(shí)驗(yàn)報告--霍爾效應(yīng)原理及其應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-01-12 01:42 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的Is和B的方向，若測得的VH＝VAA＇＜0，（即點(diǎn)A的電位低于點(diǎn)A′的電位）則RH 為負(fù)，樣品屬N型，反之則為P型。
(2)求載流子濃度。由n?
1RHe
可求出載流子濃度。應(yīng)該指出，這個關(guān)系式是假定所有
的載流子都具有相同的漂移速率得到的，如果考慮載流子的漂移速率服從統(tǒng)計分布規(guī)律，需引入修正因子3π/8。
（3）結(jié)合電導(dǎo)率的測量，求載流子的遷移率μ。電導(dǎo)率σ可以通過圖（a）所示的A、C電極進(jìn)行測量。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，在零磁場下，若測得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)測出σ值即可求出μ。
根據(jù)上述可知，要得到大的霍爾電壓，關(guān)鍵是要選擇霍爾系數(shù)大（即遷移率μ高、電阻率ρ亦較高）的材料。因|RH|＝μρ，就金屬導(dǎo)體而言，μ和ρ均很低，而不良導(dǎo)體ρ雖高，但μ極小，因而上述兩種材料的霍爾系數(shù)都很小，不能用來制造霍爾器件。半導(dǎo)體μ高，ρ適中，是制造霍爾器件較理想的材料，由于電子的遷移率比空穴的遷移率大，所以霍爾器件都采用N型材料，又由于霍爾電壓的大小與材料的厚度成反比，因此，薄膜型的霍爾器件的輸出電壓較片狀要高得多。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。
三、 實(shí)驗(yàn)方案
(1) 按圖（2）連接測試儀和實(shí)驗(yàn)儀之間相應(yīng)的Is、VH和IM各組連線，Is及IM 換向開關(guān)投向上方，表明Is及IM均為正值（即Is沿X方向，B沿Z方向），反之為負(fù)值。VH、Vσ切換開關(guān)投向上方測VH，投向下方測Vσ（樣品各電極及線包引線與對應(yīng)的雙刀開關(guān)之間連線已由制造廠家連接好）。
圖（2） 霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀示意圖
接線時嚴(yán)禁將測試儀的勵磁電源“IM輸出”誤接到實(shí)驗(yàn)儀的“Is輸入”或“VH、Vσ輸出”處，否則一旦通電，霍爾元件即遭損壞！
（2）對測試儀進(jìn)行調(diào)零
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