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1、霍尔效应及其应用基本原理:根据带电导体在磁场中受到洛伦兹力的原理,把一个通电的半导体的片状材料放入磁场中时,由于载流子的定向移动,在半导体材料上与磁场和电流方向垂直的方向上,就可以出现一个电压,称为霍尔电压。操作步骤和原始数据记录:1.记录表1:固定励磁电流,测量工作电流、霍尔电压1)如图3(P57)连接好电路;注意2号开关左侧下端接线柱的连线有改动。一一不使用中间的电流表,而是用1号来测量霍尔电压。2)旋转右侧的“励磁电流”旋钮,调整励磁电流到0.1A;3)旋转左侧的“工作电流”旋钮,调整工作电流到2.50mA;4)旋转右上侧的“调零电位器”,消除“失调电压”使1号电表的显示为零;注意此时的
2、3号闸刀开关必须悬空,即使励磁电流为零;5)将1、3号闸刀开关分别置于上、下状态,一共有4种组合。分别记下对应的霍尔电压值;6)再依次设置工作电流为:5.00、7.50、10.00,重复以上第3到第5步骤,分别得到各个工作电流所产生的霍尔电压;2.记录表2:固定工作电流,测量励磁电流、霍尔电压1)设定工作电流;2)消除失调电压;3)分别设置4种励磁电流值:4)使用类似的方法测量获得4个对应的霍尔电压值;3.实验报告中“数据处理及实验结果”填写要求:1)根据记录表1的4个霍尔电压Ul、U2、U3、U4,求出霍尔电压的平均值U”;2)根据公式(11)求得磁场强度从3)用坐标纸作的关系图;4)根据记
3、录表2的4个霍尔电压Ul、U2、U3、U4,求出霍尔电压的平均值U”;5)根据公式(11)求得磁场强度5;6)用坐标纸作的关系图。霍尔效应在两个方面的应用1 .半导体及其材料研究:通过实验测定材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型,载流子浓度,载流子迁移率等重要参数;再进一步测量它们随温度的变化,还可以研究材料的杂质电离能以及禁带宽度。由克力青、多尔达等在20世纪70年代末发现的量子霍尔效应,更不仅是一种新型的二维电阻标准,还可以改进一些基本物理常量的测量精度,是当代凝聚态物理和磁学最令人惊异的进展之一。克力青也因此而获得85年的诺贝尔物理学奖。2 .根据霍尔效应制作多种传感器件,在工业自动化技术、检测技术、信息处理等领域都有大量的应用O