试验十试验霍尔效应.PDF

  1. 1、本文档共4页,可阅读全部内容。
  2. 2、原创力文档(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
  3. 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载
  4. 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
试验十试验霍尔效应

霍尔效应 【实验目的】 1.掌握用 “对称测量法”消除系统误差的方法。 2.了解霍尔效应实验原理。 3.确定被测样品的导电类型及霍尔系数。 【实验仪器】 霍尔效应实验装置SH500一套。 【实验原理】 置于磁场中的载流体,如果电流的方向与磁场方向垂直,则在垂直于电流和 磁场的方向上会产生一附加的横向电场。这种现象就称为霍尔效应。霍尔效应从 本质上讲,是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而发生偏转。当带电粒子 (电子或空穴)被约束在固体材料中这种偏转就导致垂直于电流和磁场方向上产 生正负电荷的聚积,从而形成了附加的横电场。如(图一)所示的半导体样品,若 在X 方向通以电流I,在Z 方向上加磁场B,则在Y 方向上即样品AA两侧就开 始聚积异号电荷而产生附加电场,电场的方向与半导体的导电类型有关。 显然,该电场是阻带电粒子继续向侧面进行偏移的,当带电粒子所受的电场 力eE 与洛仑兹力eVB 相等时,样品两侧电荷的积累就达到平衡,所以有: H eE eVB (1) H 其中E 为霍尔电场,V 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。如果设样 H 品的宽度为b,厚度为d,载流子的浓度为n,则电流强度为: I=ebdnV (2) 由(1)(2)两式可得: V E ·b (3) H H 由(3)式可知:霍尔电压(即A 与A之间的电压)与I ·B 的乘积成正比,与样 品的厚度d 成反比,其比例系数RH 1/ne称为霍尔系数。它是反映材料霍尔效 应强弱的重要参数。以后只要测出霍尔电压VH(伏),以及知道电流强度I(安), 磁场强度B(特斯拉)和样品厚度d(厘米),则可按(4)式计算出霍尔系数R (cm3 / H 库仑) (4) 由R 的符号或霍尔电压的正负可判断样品的导电类型,差别方法是按图一 H 所示的I 和B 的方向,若测得的V 0 即A 点电位低于A的电位,则R 为负, H H 样品为N 型半导体。反之则为P 型。 金属导体和不良导体的霍尔系数均很小,而半导体的霍尔系数较大。尤其是 N 型半导体,所以大多数的霍尔器件采用N 型半导体材料制造。由(3)式我们还 可看出霍尔电压的大小与材料的厚度成反比,因而薄膜型的霍尔器件的输出电压 比片状的要高得多。就霍尔器件而言其厚度是一定的。所以在实用上采用K 1 H /ned 即K =R /d 来表示霍尔器件的灵敏度,K 就称为霍尔灵敏度,单位为 H H H mV(mA·T)。目前用高迁移率的锑化铟为材料的薄膜型霍尔器件,其K 可高达 H 200~300mV(mA·T)而通常的片状硅霍尔器件仅为2mV(mA·T)。 【仪器介绍】 霍尔效应实验装置由实验台图二和测试仪图三两部分组成。 实验台中有电磁铁,规格0.25T(特斯拉)/A根据励磁电流IM 的大小和方 向确定磁场的强度和方向,(红线为头,棕线为尾,顺时针绕向,被测样品为硅 半导体

文档评论(0)

2105194781 + 关注
实名认证
内容提供者

该用户很懒,什么也没介绍

1亿VIP精品文档

相关文档