实验报告评分:___5__信息学院07级姓名:李钺日期:2008/10/24No.PB07210399实验名称:通过霍尔效应测量磁场实验目的:了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识；学习用“对称测量法”消除副效应的影响，测量式样的Vh~Is和Vh~Im；确定式样的导电类型，载流子浓度以及迁移率。实验仪器:由QS-H霍尔效应组合仪，小磁针，测试仪。实验原理:1.通过霍尔效应测量磁场：霍尔效应装置如图所示——将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B沿z轴方向)，当沿y方向的电极AA＇上施加电流I时，薄片内定向移动的载流子受到洛伦兹力FB的作用，(u为平均速率)，FB的方向沿着x方向，在此力的作用下，载流子发生偏移，产生电荷积累，从而形成一个电场E，（b为薄片宽度）。达到稳定状态时，即：（*），这时在BB＇两侧建立的电场称为霍尔电场，相应的电压称为霍尔电压，电极BB＇称为霍尔电极。另一方面，设载流子浓度为n，薄片厚度为d，则电流强度I与u的关系为：，代入（*）式得：，令，则，RH称为霍尔系数，体现了材料的霍尔效应大小。在应用中，常以如下形式出现：（称为霍尔元件灵敏度，I为控制电流）。利用霍尔效应测量磁场的原理：若I、KH已知，测出霍尔电压VBB’，即可算出磁场B的大小；并且若知载流子类型，则由VBB’的正负，即可定出磁场方向，反之，若已知磁场方向，则可判断载流子类型。霍尔效应实验中的副效应：在实际应用中，伴随霍尔效应经常存在其他效应。①载流子向霍尔电场作用力或洛伦兹力方向偏转，形成横向温差的现象称为爱延豪森效应，采用交流电，可以减小测量误差；②为消除不等位电动势以及其他不对称因素的影响引起的误差，常常改变励磁电流和工作电流的方向。2.求材料的电导率和载流子浓度及迁移率：材料的霍尔系数为，材料厚度d（cm），磁场B（GS），电位差（V），电流I（A），电荷量（C）；载流子浓度为：，e为载流子电荷量，n；BB＇间的电阻为，材料的电导率为（S/m）；载流子迁移率：在单位电场作用下，载流子沿电场方向的平均速度，由，有（）。3.电磁铁的磁场：电磁铁气隙中的磁场可以根据磁路定理加以计算，，N：线圈匝数，I0：电流强度，l1：电磁铁平均周长，l2：气隙长度，S1：电磁铁截面积，S2：气隙截面积，u：磁铁介质的相对磁导率，又由，，。实验步骤:1.按图连接线路，打开电源，预热数分钟；2.开机前把Is，Im调节器逆时针调到底；3.分别测量由下列四组不同方向的Is和B组合的AA＇电势差，即，，，，；4.保持不变，可取，...
