霍尔效应测量中的不等位热扩散电势差

尽管常规换向直流法可消除已知副效应干扰并得到霍尔电压，但它掩盖了存在未知附加电势的实验事实。将4次换向测量归纳为磁场与样品电流同相组合和反相组合，根据在磁场中样品电流和热扩散电流具有相似物理行为，必须考虑不等位热扩散电势差的影响。这一方案不仅更清晰地解释4次换向测量平均的物理原理，还通过同相测量平均和反相测量平均之差与和得到不等位热扩散电势差与确定且可重复的霍尔电压。实验事实及分析结果表明，引入不等位热扩散电势差才能完整描述霍尔测量中所有副效应的贡献。     

调制磁场交流霍尔电压测量技术

霍尔效应测量伴随着多种副效应,直流换向法在变温测量中存在难以克服的技术缺点.采用调制磁场与交流样品电流测量技术,并选择后者频率为前者的整数倍.当数据采样历遍调制磁场完整周期时,实验结果等效于磁场和样品电流换向测量.利用数字锁相放大器对被测信号谐波分量离散傅里叶分析原理,实现调制磁场交流霍尔电压实时测量.实验说明调制磁场交流霍尔测量技术方案的合理性,进而由变温霍尔测量结果表明该方法的科学性.     

变温霍尔效应简易测量方法

变温霍尔效应实验重点在于半导体载流子输运特性分析,但是磁场和样品电流手动换向影响了测量准确性.利用原有设备测控功能并增加继电器实施磁场换向,实现由计算机测控的变温霍尔效应简易测量方法.在手动测量理解实验技术原理的基础上,通过自动化测量使教学实验从定性观测提升到半定量测量分析层次.实验教学方案优化不仅拓展数据处理方法,还丰富了实验教学内容和物性分析结果.     

基于霍尔效应直流电表的设计与制作

基于安培环路定理和霍尔效应,设计制作了一种电流测量装置.该装置利用线性霍尔元件,提供了一种间接测量电流的方法,并对0～20A的直流电流进行了实验验证.实验结果表明：该装置的测量精度满足测量要求.     

变温霍尔效应中副效应的研究

用P型锑化铟样品研究了变温霍尔效应中的副效应随温度的变化,发现副效应随温度非单调变化,并探讨了这一变化的原因,发现载流子迁移率随温度的变化直接影响各种副效应对温度的依赖关系.     

关于霍尔效应实验的误差分析

霍尔效应实验是一个受系统误差影响较大的实验,特别是在霍尔效应产生的同时,伴随产生的其他效应引起的附加电场对实验影响较大.本文简单介绍该实验的原理和实验误差的来源,使用Origin 6.0软件处理实验数据,分析附加电场对霍尔电压和电流线性关系的影响,以及对霍尔系数测量值的影响.结果表明:附加电场的存在不会影响所测霍尔电压和电流U-Is的线性关系,但对霍尔系数的测量有较大影响.     

霍尔效应中的副效应及其消除方法

前言近年来霍尔效应在半导体材料测量中,有着广泛的应用.霍尔元件的主要用途:1.测量磁场;2.测量交、直流电路中的电流强度和功率;3.转换信号,能把直流电流转换成交流电流,对它进行调制,可放大直流或交流信号等;4.对各种物理量进行四则、乘方、开方运算.在确定纯度,材料的补偿度、外延异质材料的电学性质、高阻率材料导电类型的判断及新材料的研究等方面,却有它独特的作用.     

双线并绕螺线管引入霍尔效应测量螺线管磁场的实验改进

针对大学物理实验中霍尔效应测量螺线管磁场实验中同一螺线管所通入电流既作为已知电流求霍尔元件的灵敏度又作为未知电流求螺线管的磁场这一不足,提出一种设计方法,采用双线并绕螺线管使两个电流进行有效区分,同时还可以测量螺线管内的叠加磁场,可使学生深刻全面理解霍尔效应测量螺线管磁场的原理及螺线管磁场的性质,并可作为设计性实验项目培养学生的创新意识。     

霍尔效应实验数据的新应用——提取副效应与螺线管参数

基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据,提出了评估霍尔元件副效应的方法,包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势,并详细讨论了它们对结果的影响.进一步,借助Origin软件,利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据,非常准确地估测了螺线管的基本参数,包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.     

一种新的量子效应──克里岑效应

1980年6月在西德召开的国际精密电磁测量会议上,西德的克里岑(K、Von. Kli-tzing)教授提出一种新的量子效应[1][2]:金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)的霍尔电阻(即霍尔电压与供给器件的源-漏极电流之比)在低温和高磁场中具有量子化效应。当改变场效应管的栅极电压时,霍尔电压在随之改变的过程中,出现一系列的阶梯(如图1所示)。和低温直流约瑟夫森效应中电流阶梯类似。在阶梯处,霍尔电压的数值是自然常数h/(e2)的分数。式中h是普朗克常数,e是电子电荷。由于精细结构常数而霍尔电阻 ( i为整数)式中c是真空中的光速。 所以根据霍尔…     

自制霍尔效应演示仪

利用霍尔效应原理制作了霍尔效应演示仪,详细介绍了该演示仪的制作过程,定性地演示了霍尔电压与通电电流和磁感应强度的关系.     

演示小位移传感器的装置制作

本文介绍了半导体材料的霍尔效应及磁阻效应,讨论了霍尔磁阻元件的特性,提出位移传感器的工作原理、结构设计,并详细说明安装和调试过程.演示装置结构简单、物理概念清晰、易于操作.它将磁场的变化无接触转化为材料的电阻变化,从而把与磁场变化相联的位移形式转化为电信号输出,形成位移传感器.由实验数据和图示曲线表明:测量桥路输出电压随磁钢和霍尔片之间的距离变化而变化;另外,测量桥路的测量灵敏度随工作电流IC增加而提高.通过本装置可以对霍尔磁阻效应、一种小位移测量传感器原理和方法进行演示和探究.在课堂教学、课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用,有着良好的教学效果.     

霍尔效应实验的改进和扩展

对霍尔效应仪器进行了改进,通过对磁场标定,研究霍尔电压与恒定电流的关系,可以测定霍尔片载流子的浓度. 测量霍尔片的长度和横截面积,进而可以测定霍尔片的电导率和迁移率.     

霍尔效应演示板的研发与自制

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理.选修3-2》第六章第1节讲到了霍尔元件及霍尔效应.简单地说,霍尔效应就是通过电流的导体在垂直电流方向的磁场作用下,在与电流和磁场均垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象.笔者通过实验法,结合新课改要求设计,摸索中自制了演示     

基于霍尔元件磁阻效应的微距测量演示装置

通过装置可以对霍尔磁阻效应、一种距离测量传感器原理和方法进行演示和探究。在课堂教学、课程设计等场合,直观显示霍尔元件的各种效应和技术应用,有着良好的教学效果。     

霍尔效应误差分析及霍尔应用

霍尔效应是研究半导体性质的重要手段,但霍尔电压的测量受到多种副效应的影响。通过分析误差来源加实验论证来探索对称测量法的优势,并且发现除四种常见热磁效应以外,仍存在附加电压。经过一些研究,提供了一些减小误差的方案。考虑到大学物理实验中没有设计霍尔效应的生活应用,本文简单介绍了霍尔开关原理及应用,希望通过本文对教学改革有进一步的推进作用。     

霍耳效应实验中的对称性破缺研究

迄今为止,半导体材料的导电类型及很多参数的获得,仍需利用霍尔效应实验.然而,在霍尔效应发生的同时,有很多副效应发生,这使得霍尔效应电压的测量值总与其真实值偏离,导致所测量的各种参数也存在一定的偏差.为了消除副效应的影响,常常采用对称测量法,但对称测量法所测量的数据列仍然存在着对称性破缺.该文从载流子运动状态入手,逐步深入分析得出,对称性破缺产生的根源是电场和磁场的共同作用,并发现磁场对于材料对称性的破坏作用大于电场.该文对于半导体材料性能的深入研究,以及其各种功能的开发利用,具有一定的启发作用.     

量子反常霍尔效应研究进展

在没有外加磁场的作用下就能表现出量子化霍尔电导的量子反常霍尔效应已经成为霍尔家族中的重要一员, 其物理起源是体能带反转结构和铁磁性相互作用. 量子反常霍尔效应最重要的表现是在边缘态处具有无耗散运动的手性电流, 这种性质拥有可以改变未来量子电子学的潜力, 极大推动器件小型化、 低损耗、 高速率发展. 近年来,基于理论指导, 人们在实验上已多次观察到量子反常霍尔效应. 在本文中, 从实验层面上重点回顾了量子反常霍尔效应在铬(Cr) 、钒(V) 掺杂的(Bi,Sb)2Te3 体系的研究进展, 以及目前量子反常霍尔效应在其它体系中的研究现状, 深入理解量子反常霍尔效应的起源和机理, 最后对量子反常霍尔效应进行总结和展望     

霍尔效应

1879年,二十四岁的霍尔在研究载流导体在磁场中所受的力的性质时,发现了一种电磁效应,即如果在电流的垂直方向加以磁场,则在同电流和磁场都垂直的方向上将建立一个电场。这个效应后来被称为霍尔效应。从那时到现在,一百年过去了,霍尔效应以及利用这个     

圆柱形导体壳的霍尔效应

提出了一种同轴电缆结构的霍尔效应装置.若中心导体通电流,则在通电的导体壳内外表面之间产生霍尔电势差.讨论了导体壳电势差与中心导体的电流强度、导体壳的电流强度以及导体壳结构之间的关系,发现导体壳很薄时霍尔电势差最大.