克里青（Klitzing，Klaus Von，1943-）德国物理学家（Physicist，Germany）

霍耳效应是一种电磁效应。将通有电流的导体或半导体置于与电流方向垂直的磁场中，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一横向电场。从霍耳系数的正负和大小可以判断载流子的类型和浓度。霍耳系数与载流子的浓度成反比，半导体的霍耳系数比金属大得多。1980年，克里青发现了量子霍耳效应。他在研究处于超强磁场和超低温度之下硅的金属一氧化物-半导体场效应管的霍耳效应时，观测到霍耳电阻随外加磁场的变化曲线上出现多个平台，其电阻值与半导体材料的种类、器件制造和结构无关，而是取普适值，通过基本物理常量表示为h／ie^2.     

量子霍耳效应发现十周年

 霍耳效应是1879年美国物理学家霍耳研究载流导体在磁场中导电的性质时发现的一种电磁效应.他在长方形导体薄片上通以电流,沿电流的垂直方向加磁场(如图1),发现在与电流和磁场两者垂直的两侧面产生了电位差.后来这个效应广泛应用于半导体研究.一百年过去了.1980年一种新的霍耳效应又被发现.这就是德国物理学家冯·克利青从金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET)发现的量子霍耳效应.     

FexSn100-x合金颗粒薄膜的反常霍耳效应

采用离子束溅射的方法制备了一系列不同原子比的FexSn100-x合金颗粒膜,系统地研究了该体系的反常霍耳效应.在该薄膜中发现了铁磁金属/非磁金属体系中最大的霍耳电阻率,讨论了不同原子配比、薄膜厚度对霍耳效应的影响.通过研究饱和霍耳电阻率ρxys同电阻率ρxx的关系,讨论了反常霍耳效应的机理.     

量子化霍耳效应及其新结果

1980年,K,V·Klitzing 等人[1]测量金属-氧化物-半导体场效应晶体管在低温强磁场下的霍耳效应时发现:在霍耳电压随门电压升高而下降的过程中,出现一系列的台阶.在台阶处,霍耳电导率同时纵向电压降(与电流同方向的电压降)在台阶处趋向于零.这一现象称为量子化霍耳效应.不久D·Ts     

霍耳效应的应用

1879年E.H.霍耳发現:任何材料通过电流时,若同时有垂直于电流方向的磁通通过,則产生和电流及磁通方向垂直的电場。这个現象,現时称为“霍耳效应”。由于一般材料的这种效应并不明显,因此长期以来没有得到实际的应用;近十多年以来,鉴于半导体工艺的进步,已經制成霍耳效应比較显著的半导体材料,因实际应用的研究也随之增加。研究結果表明,有可能利用半导体霍耳效应的原理制成电气工程、电子設备及无线电技术中所需的許多特殊器件和灵感元件,并已引起工程界的广泛注意。本文将介紹霍耳效应的若干应用。     

FexSn100-x合金颗粒薄膜的反常霍耳效应

采用离子束溅射的方法制备了一系列不同原子比的Fe_xSn_100-x合金颗粒膜，系统地研究了该体系的反常霍耳效应.在该薄膜中发现了铁磁金属/非磁金属体系中最大的霍耳电阻率，讨论了不同原子配比、薄膜厚度对霍耳效应的影响.通过研究饱和霍耳电阻率ρ_xys同电阻率ρ_xx的关系，讨论了反常霍耳效应的机理. 关键词： 反常霍耳效应 xSn_100-x薄膜')" href="#">Fe_xSn_100-x薄膜     

霍耳效应与磁流体发电

 1879年,霍耳(E.H.Hall)发现,将一导电板放在垂直于板面的磁场中(见图1),当有电流通过时,在导电板的A和A′两侧会产生一个电势差UAA',这种现象称为霍耳效应。实验表明,霍耳电压UAA'与电流强度I和磁感应强度B成正比,而与导电板的厚度d成反比,即UAA'=KIdB式中比例系数K称为霍耳系数。霍耳效应是因外加磁场使漂移运动的电子或别的载流子发生横向偏转而形成的,运动电荷在磁场中所受的力称为洛伦兹力。磁流体发电是利用热离子气体(或液态金属)等导电流体与磁场相互作用,把热能直接转换成为电能的发电方式,它所依据的就是等离子体的霍耳效应。     

结型磁敏器件──硅磁敏二极管

一、前 言 结型磁敏器件是一种新型半导体磁电转换器件.它有锗、硅磁敏二极管[1],锗[2]、硅磁敏晶体管,磁敏可控硅[3]以及集成式磁敏补偿电路等几种.它们的共同特点是磁灵敏度高,比霍尔元件高几百倍到几千倍.这样高的磁灵敏度是利用半导体的磁阻效应实现的.所谓磁阻效应是利用P-n结性质向半导体注入高电平载流子,利用载流子在磁场中会受到洛伦兹力作用而发生偏转的特性,以改变非平衡载流子的有效寿命和运动路程,达到调制半导体电导率的目的. 六十年代初,有人开始探讨　　　型长基区二极管的磁阻效应[4].过了十年,日本索尼(Sony)公司研制了…     

强磁场、宽温区冲(4.2-300K)离子注入GaAs霍耳测磁探头

本文介绍用于强磁场、宽温区(4.2—300K)St~+离子注入高线性GaAs霍耳测磁探头。室温下,磁通密度B=0—1T和B=0—2.5T,磁线性度α分别≤±0.05％和≤±0.25％;4.2K,B=0一7T,磁线性度≤±0.5％;测磁的空间分辨率<0.7mm。     

石墨插层化合物

近二十年来,科学技术突飞猛进,低维物理学研究的发展是这总趋势中的一个方面.MOSFET(金属-氧化物-硅场效应晶体管)技术的发展开辟了二维电子气物性研究的新局面.量子霍耳效应、分数量子霍耳效应以及定域化现象的研究成为物理学的前沿.分子束外延技术结合超高真空技术和计算机控制提供可能制造人们设计的种种奇特的新材料,例如原子级明晰的界面,亚微米级的几何图案结构,非晶态或晶态的半导体超晶格和金属超晶格,控制超晶格内的成分和掺杂等.这既为物理学开辟了新的研究领域,也为设计和制备新型器件提供了新途径. 二维物理学中的主要研究的…     

利用霍耳效应测量电磁场功率的简便方法

根据霍耳电磁效应原理而工作的半导体器件,确有很多的特点。如利用霍耳半导体器件制成的传感器可以测量电磁场功率,又能工作在低频、声频和微波频段。一、测量原理如图1所示,将一块半导体放置在垂直于它的磁场中,在半导体的A、A′两侧产生的霍耳电位差U_x,在磁场不太强时,与     

北京东方晨景科技有限公司

北京东方晨景科技有限公司是专门经营磁性测量设备、真空设备、低温设备、环境试验箱等产品的高科技企业 ,是美国ＬａｋｅＳｈｏｒｅ公司、Ｅｖｅｒｓｏｎ公司、德国Ｌｅｙｂｏｌｄ公司等国际著名企业在中国的 (独家 )代理 ,所经销的产品均代表了当今世界的一流水平 .主要产品有 :△磁性测量仪器及设备□　高斯计 (场强计 ) :有手持式和台式 .高精度、峰值锁定、报警、滤波、相对读数、自消地磁影响、七个量程自动转换、计算机接口、荧光双排显示、多种探头选择、高斯或特斯拉显示选择□　磁通计、霍尔片、霍尔探头、亥母霍兹线圈□　标准磁…     

电阻率和霍耳系数的半自动测量系统

对于半导体材料的电阻率和霍耳系数的测量,可以得到标志材料性能的几个重要参数,如电阻率、电子或空穴载流子浓度、霍耳迁移率、补偿度、禁带宽度以及杂质能级位置等.国内过去一直采用电位差计、检流计或数字电压表来测量电压、电流信号,然后再用计算尺或计算器算出它的结果[1].此法太费事,不方便. 本工作采用一种新的系统来测量电阻率、霍耳系数等,能大大提高劳动效率、计算快而准确,减少了出错率.它的特点可以概括为以下几个方面: 1.快速、准确、重复性好,而且比较直观. 2.能够在测量中监视中间过程. 3.不仅能打印出最后的结果,而且能记录…     

玻璃半导体

半导体材料通常是指电阻率介于绝缘体与导体之间,即电阻率的数值在10-3　- 109欧姆·厘米范围内的材料.如果按照化学成分来分类,有元素半导体(如锗、硅等)和化合物半导体(如砷化镓、磷化镓等).如果从原子排列的状态来看,可分晶态半导体(如单晶体、多晶体)和非晶态半导体(如玻璃半导体).在单晶体中,所有的原子是按一定的规则作周期性的排列,在任何一个原子的周围与任何一个同种原子的周围有着完全相同的情况.无数小单晶体不规则组合成一体则构成多晶体.在非晶态半导体中,原子的排列是不规则的,无定形的,所以非晶态半导体又称无定形半导体.事…     

在宇宙空间实验室生长晶体及晶体中的生长条纹

一、在宇宙空间实验室生长硅 和锑化镓晶体 在1983年12月发射的宇宙飞船空间实验室1号中,用区熔方法生长了元素半导体硅(实验序号ES-321)[1-3]和Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体锑化镓(实验序号ES-323)[4]. 此次晶体生长实验的目的在于: (1)研究在失重的情况下,以区熔方法生长硅或锑化镓晶体的可能性和生长技术上的新问题; (2)研究在失重的情况下,掺杂剂在晶体中的分布,期望得到掺杂剂均匀分布的晶体. 硅晶体和锑化镓晶体都是用熔区移动的方法在镜式加热装置中进行的.安装在空间实验室中的晶体生长设备和镜式加热炉分别如图1和图2所示. 两只作为加热…     

薄膜测辐射热计

薄膜测辐射热计的主要元件是一个半导体薄膜热敏电阻。它比通常的测温元件如热电偶、热电堆、氧化物热敏电阻等具有更高的灵敏度和更小的响应时间,可以广泛地应用于脉冲激光能量、红外辐射、温度、光照和聚变等离子体辐射损失功率等多方面的测量。     

千特斯拉级内爆磁压缩装置初始磁场电源系统研制

初始磁场电源系统用于激励千特斯拉级内爆磁压缩装置的初级线圈产生初始磁场,是内爆磁压缩装置的关键设备。在分析千特斯拉级内爆磁压缩装置初始磁场电源需求和技术难点的基础上,系统设计了核心部件选择方案和主脉冲电路及控制系统结构,研制成功一套输出电压1～40 kV可调、主放电电流脉冲上升沿约60μs、总峰值电流达3.2 MA的初始磁场电源系统,已应用于千特斯拉级内爆磁压缩装置动态试验。     

三角形石墨烯量子点阵列的磁电子学特性和磁输运性质

基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了三角形石墨烯纳米片用不同连接方式拼接而成的四种一维量子点阵列(1D QDAs)的磁电子学性质和磁输运性质.结合能计算表明所有1D QDAs是非常稳定的.特别是研究发现1D QDAs的电子和磁性质不仅依赖于磁性态,也明显依赖于连接方式,如在无磁态时,不同量子点阵列(QDAs)可为金属或窄带隙半导体.在铁磁态时,不同QDAs能为半金属(half-metal)或带隙不同的双极化磁性半导体.而在反铁磁态时,不同QDAs为带隙不等的半导体.这些结果意味着连接方式对有效调控纳米结构电子和磁性质扮演重要的角色.1D QDAs呈现的半金属或双极化磁性半导体性质对于发展磁器件是非常重要的,而这些性质未曾在本征石墨烯纳米带中出现.同时,我们也研究了一种阵列的磁器件特性,发现其拥有完美的(100%)单或双自旋过滤效应,尤其是呈现超过109%的巨磁阻效应.     

高性能石墨烯霍尔传感器

本文回顾了石墨烯霍尔传感器的相关研究工作.通过改善石墨烯生长转移和霍尔元件的微加工工艺,石墨烯霍尔元件和霍尔集成电路都展示出超越传统霍尔传感器的优异性能.石墨烯霍尔元件的灵敏度、分辨率、线性度和温度稳定性等重要指标都优于传统商用霍尔元件.通过开发一套钝化工艺,霍尔元件的稳定性有了明显提升.结合石墨烯材料的特点,展示了石墨烯在柔性磁传感和多功能传感领域的新颖应用.此外,成功实现了石墨烯/硅互补型金属-氧化物-半导体(CMOS)混合霍尔集成电路,并进行了应用展示.通过发展一套低温加工工艺(不超过180℃),将石墨烯霍尔元件制备在硅基CMOS芯片的钝化层上,从而与硅基CMOS电路实现了单片集成.本文的研究结果表明石墨烯在霍尔磁探测方向拥有重大的性能优势,在产业化应用中有巨大发展潜力.     

基于微波段电子自旋共振测量电磁波的传播速度

当电子自旋共振发生在微波段时,根据微波段电子自旋共振条件,并使用电子顺磁共振谱仪和微波元件(波导管、谐振腔、短路活塞、环行器)等实验仪器测量出微波的波导波长,可以计算出真空中微波的波长.利用特斯拉计测量出共振时的磁感应强度,从而计算出了电磁波的传播速度.