类涡旋激发持续到远高于Tc的温度

金属和半导体的磁电效应在凝聚态物理研究中占有重要地位 .例如 ,通过霍尔效应和磁电阻的测量 ,可以决定半导体中载流子的符号、浓度和迁移率 ,决定材料中电子散射机制 ,进而探索电子结构 .磁电效应测量按电流和外场的相对取向以及是否存在温度梯度 ,被分为若干类 ,让我们举例说明 .令矩形被测样品躺在ｘｙ平面 ,测量电流Ｊｘ 沿ｘ方向通入 ,外场Ｂ⊥ 与样品表面垂直即沿ｚ方向 .如果我们测量横向电场Ｅｙ,则得到霍尔效应 ;如果测量横向温度梯度δＴ δｙ ,则得到埃廷斯豪森 (Ｅｔｔｉｎｇ ｓｈａｕｓｅｎ)效应 ;如果测量的是纵向温度梯度δ…     

有限长直电流磁场的另外两种计算方法

有限长直电流磁场的计算,是电流磁场计算中的基本问题.利用电流元的概念和毕奥——萨伐尔定律可以求得图1所示的有限长直电流在P点产生的磁感应强度,其大小为B=(μ_0I/4πR)（cosθ_1-cosθ_2）=(μ_0I/4πR)(sinβ_2-sinβ_1)作为比较,这里给出该问题的另外两种计算方法.     

载有稳恒电流圆柱形导体内外的电场分布

当一根又长又直半径为R的圆柱形导体通以稳恒电流I时(图一),一般的电磁学教科书都讨论了导体内外的磁场分布和导体内轴向电场分量(导体内电流方向和这个轴向电场分量的方向是一致的).但是,它们往往没有讨论在导体的径向方向是否存在着电场?本文将对这个问题以及导体外的电场分布作简要的讨论,供教学上参考. 首先要指出的是,在导体内部存在着径向方向的电场分量.由安培环路定理可知,导体内部的环向磁感应强度为:其中r为导体内某点至导体轴的垂直距离,J(r)为导体内电流密度矢量.导体内电子在这个磁场作用下受到一个洛仑兹力的作用(图二) j—…     

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     

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.     

再论空穴和霍尔效应

笔者曾谈论过空穴和霍尔效应问题[1],试图回答,在本质上都是电子移动的情况下, 为什么自由电子导电 (n 型半导体)和空穴导电 (p 型半导体)会出现相反方向的霍尔电压.笔者想用更通俗的方式再论述一下此问题.     

InSe的高压电输运性质研究

高压下对InSe样品进行原位电阻率和霍尔效应测量. 电阻率测量结果显示, 样品在5–6 GPa区间呈现金属特性, 在12 GPa 的压力下发生由斜六方体层状结构到立方岩盐矿的结构相变, 且具有金属特性. 霍尔效应测量结果显示, 样品在6.6 GPa由p型半导体转变成n型半导体, 电阻率随着压力的升高而逐渐下降是由于载流子浓度升高引起的. 关键词： InSe 高压 电阻率 霍尔效应     

关于通电螺线管内部的磁场

实验证明通电螺线管的周围和内部均有磁场，通电螺线管的磁场方向跟电流方向之间的关系可用右手螺旋定则来判定．通电螺线管的磁场强弱跟所通电流的大小有关．这些实验事实都不难理解，学生感觉困惑的是：“置于通电螺线管内部的小磁针N极跟置于通电螺线管外部的小磁针N级指向不同”这一实验事实(如图1所示)．     

霍尔式微位移传感器与材料线膨胀系数的测定

线膨胀系数是材料的一个重要参数，准确而且简捷地对其进行测量，具有现实意义．本文将从霍尔式微位移传感器出发，提出一种新的线膨胀系数测量的方法．一、霍尔位移传感器工作原理霍尔元件置于磁场中，在一定电流的激励下就可以产生霍尔电势UH＝KIB如果保持霍尔元件的激励电流不变，而使其在一个均匀梯度的磁场中移动时，则输出的霍尔电势只决定于它在磁场中的位移量，据此，即可对微位移进行测量．均匀梯度磁场的产生机理如图1所示．选用两块相同的磁性材料（一般选用秋铁硼材料），磁极相对而放，两磁极之间留一空隙，霍尔元件水平放于…     

关于电磁场的统一性和相对性

学过电场和磁场后,容易把二者看成本质不同的两回事。为了让学生们对电磁场的统一性和相对性有个粗浅的了解,我用两节课讲了下面一个常见问题。 一、问题的提出 如图1所示,一带正电q的粒子正以速度υ平行于强度为I的长直导线运动,该粒子距导线为r。在地面上(简称实验室系K)会观测到强度为 B=的磁场,方向沿图1中y轴正向。按洛仑兹公式,粒子所受磁场力为方向沿图1中z轴正向。因稳恒载流导线为电中性,周围不存在电场。 当在随同粒子一起运动的坐标系(简称粒子系K’)中观测时,会不会观测到力?如能观测到,那它是什么性质的力?它是否等于实验室…     

半导体的霍尔电压

在霍尔效应实验中,当通过N型和P型半导体中的电流和外加磁场都不变时,这两类半导体中霍尔电压的方向相反.这一现象一方面可以解释为N型和P型半导体中多数载流子种类不同,分别为带负电的电子和带正电的空穴;另一方面也可以理解为,不管是N型还是P型半导体,参与导电的载流子都是电子,只是因为不同类型的半导体中电子与晶格的相互作用不同,或者说是包含了与晶格相互作用在内的电子的有效质量不同,导致了霍尔电压的反向.     

霍尔效应中的空穴

霍尔效应(Hall effect)可以用来测定金属和半导体中的载流子符号.霍尔系数定义为RH=Ey/jxH其中Ey,jx,H分别为电场、电流密度和磁场(图1).如果RH＜0,那就意味着Ey沿着-y方向,载流子的符号为负(即电子);如果RH＞0,那就意味着Ey沿着y方向,载流子的符号为正,称之为空穴(holes).     

几个有关电磁学习题求解的技巧

 一、巧用守恒定律求解电磁学习题求解常用的守恒定律--电荷守恒、动量守恒、能量守恒等。[例1]如图1示,三只完全相同的电压表连接在图中,已知（?）的示数为3V,（?）的示数为5V,则（?）的示数为_<sub><sub>V。[解析]由电荷守恒定律可得,流进A点的电荷数等于流出A点的电荷数,即流进A点的电流强度等于流出A点电流强度。设B点为高电势点、C点为低电势点、电压表内阻为R,因（?）示数为3V,则流入电流I2=3／R,（?）示数为5V,则流出电流I3=5／R,设（?）示数为U1,则通过的电流为I1=U1／R,由电荷守恒定律得I1+I2=I3,代入得U1／R+3／R=5／R,得U1=2V。[例2]如图2,电阻为R的矩形导线框abcd,边长ab=l,ad=h,质量为m,自某一高度自由落下,通过一均匀磁场,磁场方向垂直纸面向里,磁场区域的宽度为h,线框恰好以恒定速度通过磁场,线框中产生的焦耳热是_相似文献   

对《圆形有界磁场问题的分类及解析》文中一个解答的补充

《圆形有界磁场问题的分类及解析》[1]文中的例9,解答不够完整,这里给予补充和更正.题目及原解答如下.【题目】如图1所示,半径为R的圆筒形区域内,分布着磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场.一带正电的微粒从圆筒壁上小孔A点沿半径方向射入磁场,且初速度方向垂直于磁场方向.若该微粒与筒壁碰撞时不损失电荷量,并能以大小相等的速度反向弹回,问初速度大小满足什么条件时,     

思考题（四）

思考题（四）一、在均匀磁场中有矩形线圈ａ．ｂ．ｃ．ｄ。在ａｂ和ｃｄ两边连接有一条可以滑动、且与两边接触良好的导线ＥＦ。若ＥＦ向有以速度ｖ滑动时如图１所示，则在矩形线圈上有没有电流产生，如果有电流，其方向如何？二、有两平行导线Ａ与Ｂ。导线Ａ中通以电流Ｉ...     

自旋霍尔效应电信号的直接探测

一块长方形的金属板置于磁场中，磁场的方向（z方向）垂直于板面，在板的纵向（x方向）通入电流，则在板的横向（y方向）可检测到霍尔电压。1879年，Edwin Hall发现了上述正负电荷非平衡聚积的现象，后来被命名为霍尔效应。100年后，1980年和1982年，von Klitzing和崔琦等利用二维电子气作为样品，在高场下分别发现了整数量子霍尔效应和分数量子霍尔效应，并先后获得诺贝尔物理学奖。最近，来自哈佛大学物理系的Tinkham等在Nature剧刊撰文，报告了他们用电学方法在探测自旋霍尔效应的实验中所取得的进展。     

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.     

一道高考题的几个问题：解决和思考

2009年高考(江苏卷)第15题第2问: 如图所示,两平行的光滑金属导轨安装在一光滑绝缘斜面上,导轨间距为l、足够长且电阻忽略不计.导轨平面的倾角为α,条形匀强磁场的宽度为d,磁感应强度大小为B、方向与导轨平面垂直.长度为2d的绝缘杆将导体棒和正方形的单匝线框连接在一起组成如图1类型装置,总质量为m,置于导轨上.导体棒中通以大小恒为I的电流(由外接恒流源产生,图中未图出).线框的边长为d(d < l),电阻为R,下边与磁场区域上边界重合.将装置由静止释放,导体棒恰好运动到磁场区域下边界处返回,导体棒在整个运动过程中始终与导轨垂直.重力加速度为g.     

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.     

闭合回路在磁场中的运动

1载流圆环在匀强磁场中的受力情况 半径为r0,通以电流I的弹性圆环,放在光滑的水平面上,磁感强度为B0的匀强磁场垂直穿过圆环,如图1所示.