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变温霍尔效应实验

产品时间:2020-07-20 14:42

简要描述:

引言 1879年,霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时,发现在垂直于磁场和电流的方向.上产生了电动势,这个电磁效应称为霍尔效应。 利用霍尔效应,可以确定半导...

详细介绍
引言
1879年,霍尔(E.H.Hall)在研究通有电流的导体在磁场中受力的情况时,发现在垂直于磁场和电流的方向.上产生了电动势,这个电磁效应称为“霍尔效应”。
 
利用霍尔效应,可以确定半导体的导电类型和载流子浓度,利用霍尔系数和电导率的联合测量,可以用来研究半导体的导电机构(本征导电和杂质导电)和散射机构(晶格散射和杂质散射),进一步确定半导体的迁移率、禁带宽度、杂质电离能等基本参数。测量霍尔元件系数随温度的变化,可以确定半导体的禁带宽度、杂质电离能及迁移率的温度特性。根据霍尔效应原理制成的霍尔器件,可用于磁场和功率测量,也可制成霍尔开关元件,在自动控制和信息处理等方面有着广泛的应用。

实验目的
 
1. 了解半导体中霍尔效应的产生原理,霍尔系数表达式的推导及其副效应的产生和消除。
2.掌握霍尔系数和电导率的测量方法。通过测量数据处理判别样品的导电类型,计算室温.下所测半导体材料的霍尔系数、电导率、载流子浓度和霍尔迁移率。
3.掌握动态法测量霍尔系数 (RH)及电导率(σ)随温度的变化, 作出Rr~1/T, σ~1/T曲线,了解霍尔系数和电导率与温度的关系。
4.了解霍尔元件的应用,理解半导体的导电机制。
 
 
操作步骤:
1.打开实验仪器及电脑程序,单击《数据采集》
2.将样品放入机座,对好槽口固定。
3.将测量方式拨至“稳态”,样品电流换向方式拨至“手动”,磁场测量和控制仪换向转换开关拨至“手动”,调节电流至磁场为设定值(200mT) (用磁场测量探头测量)
4.测量选择拨至“R"”测得分别正向磁场+H、样品正向电流+I时霍尔电压Uq: +H、 -I时U2; -H、-/时U3; -H、+1时U4。
5.将电磁铁电流调到零,测量选择拨至“σ'测得+1时Us,-/时Ug值
6.将样品架拿出放入液氮中(装有液氮的保温杯或杜瓦瓶)降温。
7.测量选择拨至“R"”",样品电流换至“自动”,测量方式换至“动态”,磁场控制换至“自动”并调节电流至磁场设定值(200mT) (如无电流可安“复位”按钮后调节)温度显示为77K时,将样品架放回电磁铁中,单击“数据采集"和“电压曲线”,可看到测量数据,随着样自
然升温,可测得如四条曲线。当温度接近室温时,调节温度设定至加热指示灯亮,并继续调大,升温至420K时,保存数据。
8.将调节温度设定调至最小(逆时针)将样品再放入液氮中降温。
9.测量选择拨至“o",,单击“数据采集"和“电压曲线”,可看到测量数据,当温度降至77K时拿出,随着样品自然升温,可测得两条曲线。当温度接近室温时,调节温度设定至加热指示灯亮,并继续调大,升温至420K时,保存数据。将调节温度设定调至.最小(逆时针)。
10.打开保存的霍尔数据,单击霍尔曲线可得霍尔系数随温度变化的曲线。
11.打开保存的电导率数据,打击电导曲线可得电导率随温度变化的曲线。

 

 


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