大学物理实验-霍尔效应.pptVIP

霍尔效应实验黑龙江大学普通物理实验室霍尔（）霍尔效应是美国物理学家霍尔（，1855—1938）于1879年在美国霍普金斯大学读研究生期间,研究关于载流导体在磁场中的受力性质时发现的一种现象。（1855～1938）霍尔效应（Halleffect）如果在一块矩形半导体薄片上沿x轴方向通以电流，在z轴方向上加磁场，则在垂直于电流和磁场的方向（即y轴方向）上产生电势差，这一现象称为霍尔效应,所产生的电压称为霍尔电压。xyzISVH霍尔效应（Halleffect）IS半导体：N型—载流子是电子；P型—载流子是空穴有一N型半导体薄片：厚为d，宽为b，A’C’电极间距为lISmV洛伦兹力霍尔电场霍尔电压动态平衡时P型半导体xyz电场力-测量霍尔电压ISISmV实验中的副效应：不等势电压V0厄廷豪森效应VE能斯特效应VN里纪-勒杜克效应VRL副效应的消除方法用对称测量法测量+B,+ISVAA’=V1-B,+ISVAA’=V2-B,-ISVAA’=V3+B,-ISVAA’=V4xyzVAA’仪器介绍xyz霍尔片IS输入+IS-IS霍尔片输出VHVH+-mV+-仪器介绍霍尔效应测试仪SHVHVσ（mV）IS（mA）IM(A）IS调节IM调节IS输出IM输出VHVσ输入-3.21.123保持IM值不变,（取IM=0.600A），改变IS，测量VH，用最小二乘法处理数据，计算霍尔系数RH，计算载流子浓度n。电磁铁励磁电流，电磁铁常数电磁铁磁感应强度B的国际单位：特斯拉T，单位换算01RH—霍尔系数02测量霍尔电压,计算霍尔系数03实验内容实验内容2.测A’C’间电压，计算电导率，迁移率。将实验仪“VH输出”开关倒向，在零磁场下（怎样获得零磁场？），取，测量。注意:IS取值不要大于0.20mA，以免过大，毫伏表超量程。()()霍尔片输出VHVH+-mV215记录B0、IM，计算磁感应强度B(计算过程)。记录霍尔片几何参量b、d、l(122页)。判断材料的导电类型（N型P型）。4用斜率B’计算霍尔系数RH。3用最小二乘法处理数据，记录截距A’，斜率B’，相关系数r。数据处理1计算载流子浓度（单位体积内含有载流子的个数，单位）2计算电导率（描述物体的导电能力，是电阻率的倒数。单位：西门子/米(S/m)）3计算迁移率（是指载流子（电子和空穴）在单位电场作用下的平均漂移速度，即载流子在电场作用下运动速度的大小的量度，运动得快，迁移率大；运动得慢，迁移率小。单位）数据处理霍尔片性脆易碎，电极甚细易断，严禁撞击或用手触摸，否则易遭损坏。在需要调节霍尔片位置时，必须谨慎，切勿随意改变Y轴方向的高度，以免霍尔片与磁极面摩擦而受损。决不允许将“IM输出”接到“IS输入”或“VH、Vσ输出”处，否则，一旦通电，霍尔样品即遭损坏。测量Vσ时，IS不宜过大，以免数字电压表超量程，通常IS取为0.2mA左右。010203注意事项最小二乘法（直线拟合y=A’+B’x）相关系数斜率截距如果相关系数|r|趋于1，说明VH和IS线性关系好，截距A’趋于0，说明VH和IS是正比关系，有因为返回最小二乘法（直线拟合y=A’+B’x）设置状态MODEMODE21清除内存SHIFTAC=输入数据x1，y1M+x2，y2M+……xn，ynM+截距A’SHIFT7=2位，单位斜率B’SHIFT8=4位，单位相关系数rSHIFT(=保留至不为9的数返回霍尔效应（Halleffect）xyzISP型半导体ISmV返回