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.     

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     

对霍耳效应及磁镜效应中洛伦兹力作功问题的讨论

洛伦兹力与运动电荷的速度垂直,因此对运动电荷不做功,也不改变运动电荷速度的大小.但在霍耳效应中,洛伦兹力使运动电荷侧移,产生霍耳电压;在磁镜效应中,洛伦兹力使运动电荷纵向速度变化.似乎在这两种情况下洛伦兹力做了功.下面对这两种     

硅霍耳元件和特斯拉计

霍耳效应是美国物理学家霍耳于1879年在金属中发现的.1948年以后,半导体的霍耳效应得到了广泛重视,制成了各种霍耳元件.首先出现的是锗霍耳元件,1955年出现了硅霍耳元件.近二十年来,随着化合物半导体材料(如InAs,InAsP,GaAs等)的出现,用化合物半导体制造的霍耳元件由于有较高的稳定性而越来越引起人们的重视(如西德西门子公司的FA,FC和SV系列,美国贝尔公司的BH系列).其中有的元件可用作0.2级甚至0.1级特斯拉计的测磁探头.而硅霍耳元件则相形见拙,在进口产品中,我们只见过配用在2.5级特斯拉计(日本横河电机3251样机)上的硅霍耳测磁探头…     

霍耳效应与霍耳元件

霍耳元件是直接利用霍耳效应制成的器件，具有尺寸小、外围电路简单、频响宽、动态特性好、使用寿命长等特点，因此广泛应用于测量、自动控制及信息处理等领域、本文利用物理学理论．分析、介绍霍耳效应原理、霍耳元件及其典型应用，使物理学理论与技术有机结合． 一、霍耳效应 将静止的载流导体（多为半导体）置入磁场中，当导体的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间产生电动势（电压），这种现象称霍耳效应． 为便于阐述，用ＵＨ表示霍耳电压，ｎ表示（半）导体的载流子（电子、空穴）密度，ｑ表…     

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.     

克里岑效应的理论解释

有关准二维电子气中量子化霍耳效应的基本实验事实,前文已作介绍。如何解释这一现象呢?许多人都作了尝试,但看法还不完全一致。这里介绍一种比较普遍接受的说法。 在垂直方向的磁场中,电子的二维运动量子化,相应的朗道能级是H是磁场强度,m是有效质量。没有外电场时,朗道能级是简并的,其简并度 NL=eH/h。可以证明,在强磁场下,即wcτ>>1(τ是弛豫时间),霍耳电导率用NL的表达式代入(2)式即得 以上的讨论说明强磁场下霍耳电导率与杂质散射无关,但不能解释平台效应,即朗道能级占有数。在一定范围(最大竟达9590!)时,σxy仍是e2/h的整倍数。实际…     

在磁场中载流导线受力的起因

本文主要目的是从电子运动和霍耳电场概念出发，来阐明导线在外磁场中受的安培力ｄＦ＝Ｉ（ｄｌ×Ｂ）的起因，以及传递过程．     

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     

二维Bloch电子在电场与磁场中的准经典输运行为

分别从周期场中电子准经典运动方程和作者之一最近提出的输运平衡方程出发，分析了二维Bloch电子在电场和磁场作用下的准经典输运，给出了不同电场下电子纵向漂移速度v_x和霍耳漂移速度v_y随磁场的变化趋势.结果显示，v_x和v_y均随磁场连续变化，在任何给定电场下都没有发现纵向漂移速度或霍耳漂移速度随磁感应强度发生突变.这一结论与其他作者的预言相左.分析了造成分歧的可能原因，并指出：在电子准经典运动方程中直接引入阻尼力来描述准经典 关键词：     

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。     

生物磁学在农业上的应用

一、生物磁学及其物理基础 生物磁学是研究物质磁性、磁场与生物特性,生命活动之间的相互联系的科学.它在当前生物技术和新技术革命中有许多重要的应用. 生物磁学的内容相当广泛,主要包括:(1)生物磁现象,如生物磁场和生物磁性,可称为狭义的“生物磁学”;(2)磁场生物效该.如外加恒定(直流)磁场和交变磁场对生命活动的影响,称为“磁生物学”;(3)磁学方法和磁技术在生命科学中的应用,可称为“生物磁技术”或“生物磁工程”;(4)生物磁学在工业、农业、医药、环境保护和生物工程等方面的应用,可称为“应用生物磁学”. 磁场是一种使运动的带电粒子…     

铜膜的霍耳效应和膜的制备

引言由于金属铜的霍耳效应在物理发展史上具有一定的地位和作用,而且真空镀膜技术在物理实验的各个领域中有着广泛地应用,故虽然铜膜的霍耳效应远不如半导体材料显著,但它能促使学生应用物理概念去思考问题——如何进行实验;又能得到近代实验技术——真空镀膜的训练。本实验中可根据霍耳样品的具体要求,提出镀膜工艺的方案,膜的质量在实验过程中也能得到自身检定。理论上除了应用罗仑兹力的概念外,还可将实验结果与金属自     

霍尔效应实验

1霍尔效应原理霍尔效应是指被约束在霍尔元件中的运动带电粒子(电子或空穴),在磁场中因受洛伦兹力作用产生偏转,在霍尔元件两侧会产生电势差,这种现象称为霍尔效应.     

超导体与磁体间的三维磁力及磁场测试装置研制

本文研制的三维磁力测试夹具和三维霍耳探头,可以实现:1)直接测量出磁体与磁体、磁体与超导体等之间的三维磁力随两者之间相对位置的变化规律;2)直接测量出任何磁体或组合磁体在空间的三维磁场分布;3)通过将三个三维霍尔探头或九个单独的霍尔探头分别按研究内容的需要固定在所要研究的空间区域,再改变磁体与磁体之间、或磁体与超导体等之间的相对位置,从而在测量出它们之间的相互作用力的同时,测量出由于它们之间因相对位置改变而引起的动态磁场分布变化;还可以得到磁体接近超导体时磁场进入超导体的动态变化规律等.该套测试装置,将工作效率提高到原来的300%以上.这对研究磁性材料的宏观磁性质具有非常重要的意义.     

霍耳效应实验组合仪（KY─0103）

霍耳效应实验组合仪（ＫＹ─０１０３）陈少杰（中外合资杭州兴达科学仪器有限公司）在当今的高科技时代，霍耳器件（利用霍耳效应制成的电子器件）在非电量电测。自动化控制和信息处理等方面的应用日益广泛。因此，在工科、师范等院校的大学物理实验课中设置霍耳效应实验...     

关于洛仑兹力与安培力关系的讨论

在电磁学中,安培力(Idl×B)和洛仑兹力(dqv×B)之间的关系是很重要的内容,对这个问题许多教材进行了讨论,认为安培力是磁场对宏观电流元的作用力,洛仑兹力是磁场对运动电荷的作用力,有的教材是从安培力推出洛仑兹力,而有的是从洛仑兹力推出安培力,认为安培力与洛仑兹力两者是一致的。而我们认为安培力和洛仑兹力一致是有一定条件的。下面我们来分析一个十分熟悉的例子。     

小议安培力

编辑同志 :本人在学习文献 [1 ]的过程中感到§ 1 1 -8“磁场对载流导线的作用”中对安培力起源的解释有值得商榷之处 .文中说 :“这些正离子所受霍耳 (应为霍尔———编者注 )电场的合力的宏观效果便是电流元在磁场中所受的安培力ｄＦ =ｄＮＦ+=-ｄＮｅｖ×Ｂ =-ｎＳｅｖｄＬ×Ｂ =ＩｄＬ×Ｂ (1 1 -3 9)式中ＩｄＬ =-ｎｅｓｖｄＬ ,……”以上这段文字对安培力来源的说法并不确切 .因为正离子所受到霍尔电场的合力也有其反作用力 ,这个反作用力便作用在导线上、下两侧面上 ,而正离子与导线上、下两侧面同属于导线这个系统 .正离子受到的霍…     

中学阶段关于磁流体发电机的几个问题分析

1 磁流体发电机模型及其原理 磁流体发电,是将带电的流体(离子气体或液体)以极高的速度喷射到磁场中去,利用磁场对带电的流体产生的作用,从而发出电来.最简单的开式磁流体发电机由燃烧室、发电通道和磁体组成,如图1所示.工作过程是在化石燃料燃烧后产生的高温气体中,加入易电离的钾盐或钠盐,使部分气体电离后,经喷管加速产生高达3 000℃,速度达到1 000m/s的高温高速导电气体,最后产生电流.