霍尔效应实验报告?霍尔效应实验报告数据怎么计算

其实霍尔效应实验报告的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解霍尔效应实验报告数据怎么计算,因此呢,今天小编就来为大家分享霍尔效应实验报告的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!本文目录在霍尔效应实验中,需用公式来计算材料的霍尔系数,试

其实霍尔效应实验报告的问题并不复杂,但是又很多的朋友都不太了解霍尔效应实验报告数据怎么计算,因此呢,今天小编就来为大家分享霍尔效应实验报告的一些知识,希望可以帮助到大家,下面我们一起来看看这个问题的分析吧!

本文目录

  1. 在霍尔效应实验中,需用公式来计算材料的霍尔系数,试问公式中的是如何算出的
  2. 利用霍尔效应测磁场的实验
  3. 霍尔效应及应用实验原理
  4. 霍尔效应实验步骤
  5. 霍尔效应实验可以得到什么
  6. 霍尔效应实验报告数据怎么计算

在霍尔效应实验中,需用公式来计算材料的霍尔系数,试问公式中的是如何算出的

(1)对于p型半导体,霍尔系数Rh=1/pq,对于n型半导体,Rh=(-1)/nq。

(2)其中σ表示电导率,τ为平均自由时间,ν为载流子速度,表示统计平均值,mp*表示空穴有效质量。

利用霍尔效应测磁场的实验

霍尔效应是磁电效应的一种,当电流垂直于外磁场通过导体时,在导体的垂直于磁场和电流方向的两个端面之间会出现电势差,这个电势差就被叫做霍尔电势差.

导体中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压.正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数.平行电场和电流强度之比就是电阻率.

因此,对于一个已知霍尔系数的导体,通过一个已知方向、大小的电流,同时测出该导体两侧的霍尔电势差的方向与大小,就可以得出该导体所处磁场的方向和大小.

霍尔效应及应用实验原理

霍尔效应在应用技术中特别重要。霍尔发现,如果对位于磁场(B)中的导体(d)施加一个电流(Iv),该磁场的方向垂直于所施加电压的方向,那么则在既与磁场垂直又和所施加电流方向垂直的方向上会产生另一个电压(UH),人们将这个电压叫做霍尔电压,产生这种现象被称为霍尔效应。好比一条路,

本来大家是均匀的分布在路面上,

往前移动。当有磁场时,

大家可能会被推到靠路的右边行走。故路

(导体)

的两侧,就会产生电压差。这个就叫“霍尔效应”。根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。

实验原理:通过检测磁场变化,转变为电信号输出,可用于监视和测量汽车各部件运行参数的变化。例如位置、位移、角度、角速度、转速等等,并可将这些变量进行二次变换;可测量压力、质量、液位、流速、流量等。霍尔器件输出量直接与电控单元接口,可实现自动检测。如今的霍尔器件都可承受一定的振动,可在零下40摄氏度到零上150摄氏度范围内工作,全部密封不受水油污染,完全能够适应汽车的恶劣工作环境。

霍尔效应实验步骤

霍尔效应实验是指大学物理实验之一。学生通过该实验可以了解霍尔效应测量磁场的原理。具体实验步骤如下:

1

打开电脑,打开霍尔效应仪电源开关,预热10分钟左右。

2

将特测样品夹在样品板上,注意样品放置的中心位置对准”+“号,然后将样品上槽放入测试腔上。

3

打开电脑测试程序,输入测试参数,比如样品名及编号、室温、电流值范围、延迟时间、样品厚度、磁场强度等。点击“MEASUREMENT”开始测量。

4

当程序提示“插入磁铁N->S”时,从标有“N”的一端将磁铁插入测试腔内,然后点击“OK”。反之,当程序提示“插入磁铁S->N”时,从标有“S”的一端将磁铁插入测试腔内,然后点击“OK”。

5

测量完毕后出现“移出磁铁”时,移出磁铁后,点击“OK”。

6

测试完毕。保存并输入实验数据。取出样品,关闭仪器和电脑。撰写实验报告。

霍尔效应实验可以得到什么

霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转所产生的。

当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中,这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累,从而形成附加的横向电场。用霍尔元件测量磁场及元件参数的基本方法。

霍尔效应实验报告数据怎么计算

1.背景基础

由电场力等于洛伦兹力,我们可以得到

因此,纵向电流

我们可以定义霍尔系数

2.实验测量

在实验上,我们最先得到的是霍尔电压V_H(即Vy),由此可以得到霍尔电阻率测量到的霍尔电压可以通过下式转换为霍尔电阻率其中,,t为样品的厚度对应地,因此,如果我们从实验上测得霍尔电压,便可以得到霍尔电阻率和霍尔系数,进而得到样品的载流子浓度。

从微观角度看,我们可以得到正常霍尔效应下的电阻率公式

3.数据处理

在实际测量时,粘的霍尔电极不会是严格地沿着霍尔电压方向,总是会有一定的纵向偏移;同样纵向电极也会有一定的横向偏移。因此我们需要通过测量正负磁场来进行对称化和反对称化,以此来得到纯粹的横向电阻率和纵向电阻率,即得到霍尔电阻率和纵向电阻率之后,我们有时候需要得到相应的电导率(因为对于理论学家而言,计算电导率总是相对简单的)。在不加磁场时,电阻率和电导率的关系很简单给样品加上一个垂直磁场之后,电阻率和电导率均变成一个二维张量,即由可得二者分量之间的关系

同理,可以得

通过以上关系,我们可以得到以下的结论:

如果,则我们可以得到不加磁场时的关系

如果,我们看到.从普通的观点来看,以上的第二点是反直觉的,难以理解的。一个导体怎么可能既是完美的导体又是完美的绝缘体呢?

我们想一下电阻率和电导率的物理意义:根据Drude模型,和对应于同一个物理图像即,即在样品中没有散射。进一步也就是说电流没有做功。这点很容易达到,我们只需让纵向的电流为零,则,而则表示样品中没有能量的耗散。此时的电子没有纵向的移动,而是在原地打转(局域化轨道)。

Fig.2量子霍尔效应示意图

4.由霍尔效应测得的载流子浓度推得载流子迁移率

材料电导率和载流子迁移率之间的关系为对于单一种类载流子导电(以电子导电为例),

因此材料的载流子迁移率为

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