NDWH-648型变温霍尔效应实验仪说明书.doc

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NDWH-648型

变温霍尔效应实验仪

使用说明书

(V06.1)

南京南大万和科技有限公司

南京大学应用物理研究所

说明书第X102号

大专院校实验教学仪器第PAGE2页共7页

1879年，霍尔发现导体在垂直于磁场和电流的方向上产生了电动势，于是这种电磁效应就被称为“霍尔效应”。而在半导体材料中，霍尔效应要比在金属材料中大的多。利用霍尔效应，可以确定半导体的导电类型和载流子浓度。如果进一步测量霍尔效应随温度的变化，还可以确定半导体的禁带宽度、杂质的电离能以及迁移率的温度特性等。所以，霍尔效应实验是研究半导体材料电学特性的重要方法。

一、仪器简介

NDWH-648型变温霍尔效应实验仪就是为大学物理实验中测量霍尔效应-温度特性而设计制作的实验仪器。它由电磁铁、恒流源、加热器、加热控制器、样品恒温器、数据采集、转换、传输系统和计算机等组成（原理图见图一）。

电磁铁

电磁铁

电子开关

加热器

样品恒温器

加热控制器

信号放大器

模数转换器

磁场电流源

磁场控制器

微处理器

计算机

图一NDWH-648型变温霍尔效应实验仪原理图

仪器操作面板如图二所示，缆线接口如图三所示。

一定温度下，在一真空的密闭容

图二操作面板

图二操作面板

测量选择按键

恒温器接口

系统复位按钮

加热温度设定

磁场强度调节

电磁铁电流显示

通讯接口

通讯接口

磁场-加热器接口

电源开关

电源接口

图三缆线接口

二、操作方法

（一）准备工作

1.关闭电源开关；

2.检查仪器恒温器接口与样品恒温器电缆的联接状态；

3.检查仪器通讯接口与计算机串行接口的通讯电缆联接状态；

4.检查仪器磁场-加热器接口与电磁铁和加热器的联接状态；

5.检查仪器电源接口与电源线的联接状态。

6.检查无误后，接通仪器电源开关、磁场稳流电源开关和计算机电源开关。

（二）开始实验

1.霍尔系数测量

(1)检查“测量选择”按钮，使其处于弹出状态，即“RH”位置，“温度设定”旋钮逆时针方向选到底；

(2)将样品恒温器浸入液氮，使其降温到77.4K；

(3)双击“NDWH-648”图标，运行NDWH-648型变温霍尔效应实验仪应用程序。操作界面如图四所示。

(4)点击“采集数据”按钮，按照提示按下仪器“复位”按钮，“运行”指示灯闪烁，系统开始采集数据；

(5)从液氮中取出样品恒温器，快速将恒温器上的定位螺钉对准加热器上的缺口插入加热器，稍等片刻后可在屏幕上看见数据和以四种不同颜色绘制的电压-温度曲线，分别表示B+I+、B+I-、B-I+、B-I-状态时的霍尔电势-温度特性；

图四

图四NDWH-648型变温霍尔效应实验仪应用程序操作界面

(6)当温度接近室温时，数据采集变慢，此时可缓慢调节“温度设定”旋钮，当“加热指示”灯亮时，样品恒温器被加热。当温度上升至于温度设定值相当时，“加热指示”灯闪烁或熄灭。适当控制升温速率，以得到理想的数据；

(7)当温度达到或超过400K时，点击“停止采集”按钮，同时将“温度设定”旋钮逆时针旋到底，按照提示保存数据文件。

2.电阻率测量

(1)按下“测量选择”按钮，即“ρ”（或“σ”）位置，“温度设定”旋钮逆时针方向选到底；

(2)将样品恒温器浸入液氮，使其降温到77.4K；

(3)重复“霍尔系数测量”中的(4)、(5)、(6)、(7)步骤。其中步骤(5)中在屏幕上看见数据和以两种不同颜色绘制的电压-温度曲线，分别表示B0I+、B0I-状态时的电压-温度特性；

3.绘制霍尔系数-温度特性曲线

点击“打开文件”按钮，选择“霍尔系数xxx.TXT”数据文件，即可得到霍尔系数-温度特性曲线。

4.绘制电阻率（电导率）-温度特性曲线

点击“打开文件”按钮，选择“电阻率xxx.TXT”数据文件，即可得到电阻率-温度特性曲线（电导率为电阻率的倒数）。

5.打印

点击“打印”按钮，即可将当前显示的坐标曲线输出到打印机。

6.帮助信息

显示版权等信息。

7.退出

结束全部任务，退出应用程序。

三、软件安装

将随机光盘放入计算机，运行“HT648GSetup.EXE”，根据提示，将NDWH-648型变温霍尔效应实验仪应用程序安装之相应的文件夹中，然后在桌面上建立快捷方式按钮。

四、注意事项

1.请勿带电插拔各种接口缆线，防止损坏仪器。

2.电磁铁应与仪器和计算机保持一定的距离，并放置稳固。

3.进行霍尔系数测量时，电磁铁激磁电流的开、关和换向是由仪器控制自动进行，当调整激磁电流时应缓慢旋转“电流调节”旋钮，并注意观察电流指示数值。

4.结束任务时，请按一下仪器“复位”按钮，防止电磁铁长时间通电。

5.非专业人员请勿打开机箱进行调整或修理。

五、主要技术指标

1.工作电源：220