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实验题目：磁阻效应及磁阻传感器的研究 实验目的： 1 了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻效应的方法 2 测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系 3 画出锑化铟传感器的电阻变化与磁感应强度的关系并进行相应的曲线和直线拟合 4 学习用磁阻传感器测量磁场的方法 实验原理： 某些金属或半导体的载流子在磁场中收到洛伦兹力，电阻值会随外加磁场的变化而变化。这种效应称为磁阻效应。 横向磁阻效应：当半导体处于磁场中时，导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用，发生偏转，在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。如果霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑兹力作用刚好抵消，则小于此速度的电子将沿霍尔电场作用的方向偏转，而大于此速度的电子则沿相反方向偏转沿电场方向的电流密度减小也就是由于磁场的存在，增加了电阻对于流子的有效质量和弛豫时间与移动方向有关的情形，若作用力的方向不在流子的有效质量和弛豫时间的主轴方向上，此时，载流子的加速度和漂移移动方向与作用力的方向不相同，也可引起载流子漂移运动的偏转现象，其结果总是导致样品的纵向电流减小电阻增加。 mv R ΔR/ R（0） 5 0 200.8 200.8 0 20 10 201.1 201.1 0.00149 36 20 202.5 202.5 0.00847 51 30 204.7 204.7 0.01942 66 40 207.5 207.5 0.03337 82 50 211.2 211.2 0.05179 97 60 215.5 215.5 0.07321 112 70 221.1 221.1 0.1011 127 80 226.7 226.7 0.12898 142 90 233.0 233.0 0.16036 158 100 240.3 240.3 0.19671 173 110 247.8 247.8 0.23406 188 120 256.4 256.4 0.27689 204 130 265.1 265.1 0.32022 219 140 274.4 274.4 0.36653 234 150 284.0 284.0 0.41434 249 160 294.3 294.3 0.46564 265 170 304.8 304.8 0.51793 280 180 315.7 315.7 0.57221 处理：在B0.06T时对磁阻变化率ΔR/ R（0）与磁感应强度B进行曲线拟合结果如下图 y = Intercept + B1*x^1 + B2*x^2 Intercept B1 B2 Value Standard Error Value Stadard Error Value Standard Error -4.62436E-4 4.42391E-4 0.06937 0.03453 19.38674 0.55299 即ΔR/ R（0）=19.4 （这里略去了小量） 由图和表中中数据可以看出，外加磁场较弱时，电阻相对变化率ΔR/ R（0）确实正比于磁感应强度B的二次方 ，符合实验预期。而且误差（Standard Error）很小。 在B0.12T时对磁阻变化率ΔR/ R（0）与磁感应强度B进行曲线拟合结果如下图 y = a + b*x Intercept Slope Value Standard Error Value Standard Error -0.33902 0.01181 5.04411 0.07574 即ΔR/ R（0）=5.4411B-0.33902 为了磁阻传感器的了解测量误差，用以下数据进行计算 计算理论B mT时，由ΔR/ R（0）判断使用那一个函数表达式 表格（二） mv R ΔR/ R（0） 实际B mT 理论B mT 误差 219.1 219.1 0.09114 77 68.6 11% 279.1 279.1 0.39044 152.6 134 11．8% 293.8 293.8 0.46315 167.4 147 11.9% 外加磁场反向时，得到的数据如下：表格(三） 正向时IM mv 反向时IM mv B mT mv 反向时R值 正向时R值 97 86 -60 208.1 208.1 215.5 112 101 -70 212.7 212.7 221.1 127 116 -80 217.5 217.5 226.7 142 131 -90 224.1 224.1 233.0 158 147 -100 229 229 240.3 173 161 -110 234.8 234.8 247.8 分析：表格二中显示误差较大原因可能有： 实验过程中，按下切换开关