霍尔效应实验报告.docxVIP

霍尔效应—材料电传导特性测量

一．实验目的

详见预习报告

实验原理

详见预习报告

三．实验步骤与数据记录

仪器型号：DHD8012型程控换相电源CVM-2000型电输运性质测试仪

1．按实验装置图检查测试系统各组件和连线；

2.打开电特性测试仪开关，预热半小时；打开励磁电源开关，预热半小时；并将励磁电源设置为自动扫描；

3.测量电磁铁的磁场与励磁电流的关系

（1）将恒流源的电流端和微伏表上的霍尔电压测试端与霍尔元件上的相应端点连接。设置恒流源的输出电流IS分别为3mA,2mA,1mA,然后将励磁电流Im通过计算机调整到5A，按步长0.5A将电流减小到0，换向后反方向增加到-5A。测出每一点霍尔器件输出的霍尔电压；

（2）由公式,计算不同励磁电流对应的磁场值，并绘出B—Im曲线（霍尔元件的性能参数）；

（3）所记录的数据如下表：

表1.测量磁场电流与电磁铁磁场的关系

测得的霍尔电压mV(不同的恒流源)

计算对应的磁场大小B（Gs）

磁场电流I（A）

I0=3mA

I0=2mA

I0=1mA

I0=3mA

I0=2mA

I0=1mA

B平均值(Gs)

5.000

-284.9

-189.7

-94.1

-4985.8

-4979.6

-4940.2

-4968.5

4.500

-259.3

-171.6

-85.5

-4537.8

-4504.5

-4488.7

-4510.3

4.000

-232.8

-153.4

-76.8

-4074.0

-4026.7

-4032.0

-4044.2

3.500

-206.1

-135.2

-67.9

-3606.7

-3549.0

-3564.8

-3573.5

3.000

-179.0

-116.9

-58.9

-3132.5

-3068.6

-3092.2

-3097.8

2.500

-151.8

-98.6

-49.8

-2656.5

-2588.2

-2614.5

-2619.7

2.000

-124.6

-80.2

-40.7

-2180.5

-2105.2

-2136.8

-2140.8

1.500

-97.4

-61.9

-31.6

-1704.5

-1624.9

-1659.0

-1662.8

1.000

-70.2

-43.5

-22.5

-1228.5

-1141.9

-1181.2

-1183.9

0.500

-43.0

-25.2

-13.4

-752.5

-661.5

-703.5

-705.8

0.000

-17.2

-7.7

-4.8

-301.0

-202.1

-252.0

-251.7

-0.500

8.8

9.6

4.0

154.0

252.0

210.0

205.3

-1.000

36.3

27.7

13.1

635.2

727.1

687.7

683.3

-1.500

63.8

45.9

22.2

1116.5

1204.9

1165.5

1162.3

-2.000

91.2

64.1

31.4

1596.0

1682.6

1648.5

1642.4

-2.500

118.5

82.2

40.5

2073.8

2157.8

2126.3

2119.3

-3.000

145.9

100.3

49.6

2553.2

2632.9

2604.0

2596.7

-3.500

173.1

118.3

58.7

3029.3

3105.4

3081.8

3072.2

-4.000

200.3

136.0

67.7

3505.3

3570.0

3554.3

3543.2

-4.500

227.4

153.3

76.7

3979.5

4024.1

4026.7

4010.1

-5.000

254.3

170.3

85.7

4450.2

4470.4

4499.3

4473.6

图1.励磁电流Im与磁场B关系图

用MATLAB拟合曲线得关系式为B=-946.6*Im-250;

R-square:1;AdjustedR-square:1;RMSE:9.768

4.测量半导体样品的电阻率、霍尔系数，确定半导体样品中的载流子浓度和迁移率

锑化铟样品薄膜厚度d=0.47mm

（1）样品电阻率的测量：不加磁场而通以正电流，给AB和AD通以恒定电流I，测量VDC（+I）和VBC（+I）；改变电流方向测量VDC（-I）和VBC（-I）；由上述数据，据式可获得半导体样品的平均电阻率ρ；

所记录数据如下：

=1\*GB3①I从A→B(V1)，I=10mA，测得VDC=0.122mV;I=-10mA,测得VDC’=-0.112mV；

=2\*GB3②I从A→D(V2)，I=10mA，测得VBC=0.129mV;I=