一种测量纤锌矿n-GaN位错密度的新方法

采用点缺陷线性分布模型,利用能量弛豫方法得到了基于van der Pauw变温霍尔效应测量来确定纤锌矿n-GaN位错密度的新方法.用高分辨率X射线衍射仪测试了两个分别用MOCVD方法和用HVPE方法生长的n-GaN样品,用Srikant方法拟合得到了位错密度.结果表明两种方法高度一致.进一步的研究表明,新方法和化学腐蚀方法的测试结果基本一致,相关拟合参数与采用Rode迭代法精确求解Boltzmann输运方程的理论结果也基本一致.研究还表明,新方法能有效消除施主杂质带和界面简并层对测试结果的影响,测试剔除界面层影响后的整个外延层的刃、螺位错密度,而不是穿透位错密度.该方法适合霍尔迁移率曲线峰位在200 K左右及以下并且峰位明确的各种生长工艺、各种厚度、各种质量层次的薄膜和体材料,具有对迁移率曲线高度拟合,材料参数精确,计算简便、收敛速度快等优点.     

连续变温霍尔效应测量的程控软件设计

反常霍尔效应虽然已被发现一百余年,但对其产生机理现在仍存在不同的观点.本文介绍了一种可连续控温的霍尔效应测量系统.该系统的电路采用相干双交流电桥;在LabVIEW软件平台下,以LabVIEW和C混合编程完成整个系统的控制,该系统可实现从液氦温度到室温的精确控温、仪器的远程控制和数据的采集处理,用于镍薄膜的霍尔测量,效果良好.     

基于霍尔效应测量功率的方法

介绍基于霍尔效应测量功率测量原理图及测量方法、技术指标。     

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.     

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.     

基于三轴X射线衍射方法的n-GaN位错密度的测试条件分析

三轴X射线衍射技术广泛应用于半导体材料参数的精确测试,然而应用于纤锌矿n-GaN位错密度的测试却可能隐藏极大的误差.本文采用三轴X射线衍射技术测试了两个氢化物气相外延方法生长的n-GaN样品,发现两样品对应衍射面的半高全宽都基本一致,按照镶嵌结构模型,采用Srikant方法或Williamson-Hall方法,两样品的位错密度也应基本一致.但van der Pauw变温霍尔效应测试表明,其中的非故意掺杂样品是莫特相变材料,而掺Si样品则是非莫特相变材料,位错密度有数量级的差别.实验表明,位错沿晶界生长导致的晶粒尺寸效应,表现为三轴X射线衍射技术检测不到晶界晶格畸变区域的位错,给测试带来极大误差,这对正确使用Srikant方法和Williamson-Hall方法提出了测试要求.分析表明,当扭转角与倾转角之比β_(twist)/β_(tiit)≥2.0时,Srikant方法是准确的,否则需进一步由Williamson-Hall方法确定晶粒大小(面内共格长度L//),当L//≥1.5μm时,Srikant方法是准确的.     

基于STM32的变温霍尔效应装置设计

霍尔元器件的霍尔电势、灵敏度系数、内阻等参数会随温度的改变而发生变化,本文设计了一种基于STM32温度连续可调的霍尔效应装置.应用单片机、恒流源、继电器、数字温度传感器、温度控制等硬件电路,对传统单一温度装置进行了优化,可实现在-20℃到100℃温度范围内连续可调.并开发了一种Web前端可视化系统用以分析实验数据,该装...     

基于霍尔效应测量电磁辐射的研究

电磁辐射带来的危害近些年来逐渐引起人们的关注,研究便携式电磁辐射检测仪成为当下的一个热点。为了探究利用霍尔效应测量电磁辐射的方法与效果,我们利用AH49E线性霍尔传感器进行实验。首先让霍尔元件表面垂直于磁场方向,分别对静磁场和交变磁场的强度进行了测量,实验结果很好地验证了利用霍尔元件测量电磁辐射的可行性;接着,让3个霍尔元件相互正交,从而得到一个简易的全向探头;将全向探头固定在与磁场方向呈不同夹角的位置,进行验证实验,结果显示全向探头可以很好地测量任意方向的磁场强度。     

锗单晶体变温霍尔效应实验数据的处理

采用微机控制和数字式数据采集系统,在变温环境下(77~420 K)对长为6.0 mm、宽为4.0 mm、厚为0.6 mm的锗样品薄片进行霍尔效应相关数据测量;通过对测量的霍尔电压作数据处理得到锗的霍尔系数RH(T)、电导率σ(T)和霍尔迁移率μH(T)与温度的依赖关系.该实验结果对学生理解半导体物理中的相关知识有重要意义.     

用变温霍尔效应估测锑化铟的禁带宽度

通过变温霍尔效应实验获得锑化铟的霍尔系数随温度变化的数据,根据半导体的霍尔系数随温度的变化规律,计算出禁带宽度,并且着重讨论禁带宽度的两种求法,比较了两种方法的计算精度.     

一种霍尔效应测量磁场的设计方法

针对大学物理实验中＂霍尔效应法测量磁场＂项目只能测长直螺线管轴线上一维稳恒磁场分布的不足,提出一种设计方法,来测量任一未知稳恒磁场的二维分布,进而可扩展到测量三维分布。可使学生深刻全面理解霍尔效应测磁场的原理及磁场的性质,并可作为设计性实验项目在大学物理实验课中开出,培养学生的创新意识。     

InSb薄膜的霍尔效应测量

霍尔系数和电阻率随温度变化的测量是近代物理的基本实验之一．通过测量可判断半导体材料的类型，并得到材料的一些重要参数，例如载流子浓度和运尔迁移率等等．在一般的教学实验中常用单晶锗或硅作为样品．随着半导体技术的发展，用外延工艺研制的单晶薄膜材料已成为一种重要的半导体材料．我们得到了几块用这种工艺生长的N型Insb（锑化铝）薄膜材料，测量了它们的合尔系数和电阻率，并求出其载流于浓度和霍尔迁移率．可以看出这种材料的霍尔迁移率比硅和锗材料要大得多．实验中发现个别薄膜材料在低温时的电子霍尔迁移率低于常温时的值，…     

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。     

霍尔效应测量磁场实验的拓展

利用霍尔效应测二维空间磁场分布的拓展方案,测量了马蹄形磁铁周围的磁场分布。并用Mathematica编程对测量数据进行处理,模拟了直观形象的磁场分布图,提高了实验结果的精确度。     

霍尔效应测量螺线管磁场的研究

根据毕奥—萨伐尔定律,得出了螺线管轴线上的磁场分布解析表达式,由霍尔效应实验原理,对其实例进行测量,利用Mathematic软件,对螺线管轴线上的磁场分布进行数值运算,把理论结果与实验结果进行比对,发现吻合度很好。     

霍尔效应测量磁场实验中副效应的研究

用换向法对实验室的霍尔效应仪进行了测量,结果表明各种副效应中以不等位电势差的贡献最大,而能斯特效应和里吉-勒迪克效应的贡献可以忽略.测量结果还显示存在一项额外的副效应,这一副效应与霍尔电流的平方成正比,与外磁场无关,其性质与一般教科书中提到的各种副效应都不同,应该是由霍尔电流的热效应引起的温差电动势.根据上述结果,对换向法的公式进行了相应的修正.     

基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的研制

文章介绍了一种基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的工作原理、性能和实验结果。该装置由霍尔元件、数据采集系统、电源和电脑构成。通过线性霍尔元件将三线摆下盘的扭摆转换成电压信号的振荡,然后利用数据采集系统采集并在电脑上实时显示与存储。实时显示可以杜绝漏计导致的周期计数错误现象,存储的数据可以进一步分析三线摆扭摆情况。由于采集的数据量比较大,数据包含的信息也更丰富。本文尝试利用极大值点线性拟合法和快速傅里叶变换法处理数据。由于三线摆的运动一般是扭摆和横摆同时存在的混合摆现象,横摆的周期与扭摆的周期不同,利用频谱分析可以排除横摆对扭摆周期测量的影响,确保周期测量准确,所以,快速傅里叶变换更适合处理此类实验数据。本文利用市场上现有的光电测量装置和基于霍尔效应的三线摆周期测量装置进行对比实验,测量三线摆下盘的转动惯量。实验结果表明:利用现有的光电测量装置,相对误差为1.6%;利用基于霍尔效应的三线摆周期测量装置,相对误差可达0.81%,说明基于霍尔效应的三线摆周期测量装置的准确度比现有的光电测量装置要高,具有一定的推广和使用价值。     

用霍尔效应测量地磁场水平分量

十分微弱的地磁场，转化为电信号的电流过于微弱，一般得不到比较准确的数据．为此，我们利用了实验室现有仪器和自制的运算放大器对地磁场的水平分量进行测量．此方法简便，实验仪器要求不高，易于普及．     

霍尔效应测量中的系统误差及其处理

本文对霍尔效应测量中的热能流引起的不等位电势误差提出了自己的见解，然后着重研究消除系统误差的方法，并对实验结果进行了评述．