霍尔效应PB06210013-张弢`.doc

实验数据处理及分析： 1.测绘曲线 表一、数据 Is(mV) － +IM,+IS +IM,-IS -IM,+IS -IM,-IS － 0.5 1.79 -1.80 -1.80 1.79 1.795 1.0 3.59 -3.60 -3.60 3.59 3.595 1.5 5.42 -5.42 -5.42 5.42 5.420 2.0 7.20 -7.21 -7.21 7.20 7.205 2.5 8.99 -9.00 -9.00 9.00 8.998 3.0 10.80 -10.80 -10.80 10.80 10.800 3.5 12.57 -12.58 -12.58 12.58 12.578 4.0 14.38 -14.38 -14.39 14.39 14.385 4.5 16.18 -16.18 -16.19 16.19 16.185 图一、曲线 2、测绘VH-IM曲线 表二、数据 － +IM,+IS +IM,-IS -IM,+IS -IM,-IS － 0.05 1.72 -1.73 -1.74 1.73 1.730 0.10 3.44 -3.45 -3.46 3.45 3.450 0.15 5.26 -5.27 -5.28 5.27 5.270 0.20 7.05 -7.06 -7.07 7.06 7.060 0.25 8.87 -8.87 -8.88 8.88 8.875 0.30 10.71 -10.71 -10.72 10.71 10.713 0.35 12.52 -12.52 -12.53 12.53 12.525 0.40 14.37 -14.37 -14.38 14.38 14.375 0.45 16.22 -16.22 -16.21 16.21 16.215 图二、曲线 3、测Vσ 在零磁场下且时， Vσ=9.40mV，9.77mV, 10.15mV 4、确定样品导电类型： 载流子为电子 图三、实验磁场结果示意图 假设样品中的载流子为空穴，则载流子的速度方向与电流一致。可以判定，此时正电荷受力向上，即上边积累正电荷，下边无电荷。如果实验测得U粉白>0，说明假设是正确的。反之，载流子为电子。实验结果为U粉白<0。∴载流子为电子。 5、计算霍尔系数 线圈参数t=6400GS/A；d=0.5mm；b=4.0mm；L=3.0mm 。 6、计算载流子浓度n, 材料电导率,载流子迁移速率 思考题： 1．若磁场不恰好与霍尔元件片底法线一致，对测量结果有何影响，如果用实验方法判断B与元件发现是否一致？ 答：如右图，若磁场方向与法线不一致，载流子不但在上下方向受力，前后也受力（为洛仑兹力的两个分量）；而我们把洛仑兹力上下方向的分量当作合的洛仑兹力来算，导致测得的Vh比真实值小。从而，RH偏小，n偏大；σ偏大；μ不受影响。可测量前后两个面的电势差。若不为零，则磁场方向与法线不一致。 2．若霍尔元件片的几何尺寸为4mm×6mm,即控制电流两端距离为6mm，而电压两端距离为4mm，问此霍尔元件能否测量面积为5mm×5mm的气隙的磁场？ 答：可以，因为霍尔效应是因为电荷在磁场中运动（电流）产生的， 测量电压时，样品，纵向对电压测量无影响。 3.能否用霍尔元件片测量交变磁场？ 答：我认为可以用霍尔元件侧交变磁场。由于霍尔效应建立所需时间很短(10-12~10-14s),因此霍尔元件使用交流电或者直流电都可。交流电时，得到的霍尔电压也是交变的。根据本试验中的方法，可求得磁感应强度的有效值；磁场的频率应与磁化电流的频率一致。 实验心得： 1.本实验需要认真理解霍尔元件的结构原理，整理清楚每根线的走向和电流的方向。 2.在判断载流子类型时，需要熟知左手定则，右手定则以及地磁场等知识。