刘敬寿 《复相关系数在磁阻效应数据处理中应用》.docVIP

复相关系数在磁阻效应数据处理中的应用 资源09-5班 刘敬寿 学号手机摘要：对于整个实验的关键，是理解如何用U将磁场强度B代替，主要是用U与B的线性关系。通过最大相关系数法确定最佳拟合的B值。 关键词：复相关系数磁阻效应、应用、等效替代、线性模拟 正文： 霍尔磁场的由来：在霍耳电场和外加磁场的共同作用下，沿外加电场方向运动的载流子数量将减少，电阻增大，也就是由于磁场的存在,增加了电阻,此现象称为磁阻效应。 霍尔电势差是这样产生的：当电流IH通过霍尔元件时，空穴有一定的漂移速度v，垂直磁场对运动电荷产生一个洛仑兹 式中q为电子电荷，洛仑兹力使电荷产生横向的偏转，由于样品有边界，所以偏转的载流子将在边界积累起来，产生一个横向电场E，直到电场对载流子的作用力FE＝qE与磁场作用的 这时电荷在样品中流动时不再偏转，霍尔电势差就是由这个电场建立起来的。测量励磁电流IM与B的关系。(测量铁磁铁磁化曲线)表１ 励磁电流与电磁感应强度 Im/mA 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 U/mV 0 25.9 51 76.3 102 126.7 151.6 176 200.7 224.7 247 图2 励磁电流与电磁感应强度 IH=3.01mA 由图可知，励磁电流与感应电压U成正比，进行线性关系拟合： b0= -0.075,b1= 0.255 r=0.999 U=0.255 IM -0.075 由此可知，U与IM 满足线性关系。 对于整个实验理解的关键，是理解如何用U将磁场强度B代替，主要是用U与B的线性关系： 设P型样品的载流子浓度为Р，宽度为ω，厚度为d，通过样品电流IH＝Рqvωd，则空穴的速度v= IH/Рqωd式有两边各乘以ω，便得到 其中称为霍尔系数，在应用中一般写成 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 U/mV 36.6 64.5 114 127 127.7 127.8 127.7 127.7 127.6 127.6 128 X/mm 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 U/mV 128 127.5 127 127 127.3 127.3 127.4 126.3 97.1 50.8 30.3 图2电磁铁气隙磁场水平方向分布图 由图可知，励磁电流在其左右分别为15mm范围内，是磁场强度为均匀磁场，但当其远离电磁铁时，磁场强度迅速减小，但左右仍然对称。 （3）测量磁感应强度和磁电阻大小的关系。U0、爱廷豪森效应UE、能斯脱效应UN和里纪-勒杜克效应US，它们相应的电压的正负与工作电流IＳ和磁感应强度B的方向有关。 为了减小附加效应对测量霍耳电压UH的影响，我们采用异号法，即将IS和B正反两个方向组合出四种情况，Ｂ的方向决定于励磁电流IM的方向： 当＋IＭ，＋IＳ时， 当＋IＭ，－IＳ时， 当－IＭ，－IＳ时， 当－IＭ，＋IＳ时， 霍尔电压的测量结果为： 表3实验数据记录表 Im/mA U1/mV U2/mV B/mT B*B R △R/R(0)S 0 0 800 0 0 326.5306 0 10 2 801.4 0.003758 1.41E-05 327.102 0.00175 20 4.6 804 0.0086434 7.47E-05 328.1633 0.005 30 7.2 807.9 0.0135287 0.000183 329.7551 0.009875 40 9.7 813.5 0.0182262 0.000332 332.0408 0.016875 50 12.3 820.1 0.0231116 0.000534 334.7347 0.025125 60 15 827.1 0.0281849 0.000794 337.5918 0.033875 70 17.4 836.5 0.0326945 0.001069 341.4286 0.045625 80 19.9 846.5 0.037392 0.001398 345.