《霍尔效应》word版

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1、霍尔效应（中国矿业大学理学院应用物理学10-1班王涛10104628）前言利用霍尔效应可以确定半导体材料的导电类型、载流子浓度及迁移率、半导体的禁带宽度等。因此，霍尔效应时究半导体性质的重要实验方法。利用霍尔效应测量磁场，研究载流线圈组的磁场分布。近年来，量子霍尔效应得到发展，大大提高了有关基本常量测量的准确性。摘要：掌握霍尔掌效应原理，测量判定半导体材料的霍尔系数，了解霍尔效应中各种副效应的消除方法，理解组合线圈、长直螺线管轴线上磁场分布，利用霍尔效应测量磁场，对数据进行整合作图分析，研究载流线圈组的磁场分布

2、关键词：霍尔效应；TH-H型霍尔效应实验仪；TH-H型霍尔效应测试仪；三维亥姆霍兹磁场测试架；三维亥姆霍兹磁场实验仪1霍尔效应将一块半导体或导体材料，沿Z方向加以磁场，沿X方向通以工作电流I，则在Y方向产生出电动势，如图1所示，这现象称为霍尔效应。称为霍尔电压。,,I三者相互垂直时，=;=;得=（为霍尔元件的灵敏度）令==，则（1）为正时，>,>，为负时<,>0因此，可从霍尔电压判断载流子类型（2）与及成反比，为得显著的霍尔效应，采用载流子浓度较低的材料制薄型元件。2利用霍尔效应研究半导体材料的性能2.1研究的

3、各参数（1）半导体材料的性质=;=，==得=（2）半导体材料的电导率==.为材料的电导率（3）载流子的迁移率==2.2数据处理用matlab进行数据处理得到曲线（1）保持不变，用对称测量法测霍尔电压（=）1.00-4.454.41-4.314.30-4.371.20-5.315.29-5.195.18-5.241.40-6.196.18-6.046.04-6.111.60-7.087.06-6.916.87-6.981.80-7.987.94-7.777.75-7.862.00-8.858.83-8.608.5

4、8-8.71处理数据得到的图形：图2霍尔效应----曲线根据图形分析得：直线斜率=，==-（2）保持值不变，用对称法测量霍尔电压(=)0.200-2.662.64-2.402.38-2.520.300-3.933.91-3.663.64-3.780.400-5.195.17-4.914.89-5.040.500-6.456.43-6.176.16-6.300.600-7.707.67-7.427.40-7.550.700-8.898.89-8.668.64-8.77处理图片得到图形：图3霍尔效应--曲线根据图形

5、分析得：直线斜率=-,==-3利用霍尔效用测磁场因=用已知的霍尔元件制成探头，测出和得=通过数据测量以及处理，得到下图：图4单线圈--曲线图5双线圈--曲线距离为图6双线圈--曲线距离为2图7双线圈--曲线距离为实验测得的数据所绘出的曲线与理论曲线基本一致，但还存在着一点的误差。1实验误差分析（1）测半导体材料的性能：、在确定值时可能会有一定的跳变，并且读数时存在一定的误差，导致最终的测量以及计算存在误差（2）利用霍尔效用测磁场：测量工作电流的电流表测量误差，测量霍尔元件厚度的长度测量仪器的测量误差，测量霍尔电

6、压的电压（3）表的测量误差，磁场方向与霍尔器件平面夹角也会对测量结果产生影响等。2总结通过以上的数据的处理与分析，可以得到以下的结论：（1）如果磁感应强度和霍尔元件平面不完全正交，实验测出的霍尔系数比实际值偏小，要想准确测量值，就需要保证磁感应强度和霍尔器件平面完全正交，或者设法测量出磁感应强度和霍尔器件平面的夹角。（2）改变线圈的形状不对称后，即改变其产生的磁感应强度的大小和方向，所以垂直于霍尔片方向上的磁感应强度就相应发生改变，而且垂直于探杆方向上的磁场强度不抵消，导致霍尔电压改变；改变形状对称，则垂直探杆

7、方向磁场抵消，平行方向改变，霍尔电压改变。（3）最后，我再次感谢我的任课教师，是他们激发了我的动手能力，是我在实验里得到了第一手的资料，尽管数据有的不很准确，但基本达到了预期的目的。参考文献【1】：《物理实验教程》（一版），于建勇主编，中国矿业大学出版社，2007年12月；【2】：《电磁测量原理及应用》（2版），殷春浩，崔亦飞编，中国矿业大学出版社，2008年8月；【3】：钱峰，潘仁培，《大学物理实验》（修订版）（M），北京，高等教育出版社，2005.