霍爾效應實驗報告

2022-03-12 04:55:33 字數 1331 閱讀 1003

**民族大學實驗報告

課程名稱普通物理

實驗名稱霍爾效應

學院理學院

專業資訊與計算科學

報告人: 繆崯森學號:0932102班級: 資訊與計算科學(3)

實驗時間2010/9/23

一、 實驗目的與要求

1. 了解產生霍爾效應的物理過程及其測量磁場的原理和方法;

2. 驗證霍爾電流與霍爾電壓的線性關係;

3. 測定勵磁電流與霍爾電壓線性關係的範圍.

二、 實驗儀器和用具

lh-a型霍爾效應實驗儀器一台、hf-cf型測試儀一台、導線若干.

三、 實驗原理及內容和方法

1. 實驗原理:

霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受洛倫磁力的作用引起的偏轉。將半導體置於圖1所示的電場中。半導體長度為,寬度為,厚度為,外磁場沿z軸方向,若半導體中通有電流,沿x軸方向,垂直於,則現在和方向,即沿y方向,出現乙個橫向電位差,這一現象稱霍爾效應,其橫向電壓稱霍爾電壓.

設有橫向均勻磁場作用在一束以速度為的電子流上,運動電荷受到洛倫磁力為:

1)其方向沿y軸負方向,造成電子流發生偏轉,被推向半導體的下側(m面),在m上形成負電荷積累,而相對上側(n面)形成正電荷積累,使m,n面之間建立了電場,其方向沿y軸方向,兩側的霍爾電壓;

電子在霍爾電場中受到乙個靜電場力:

2) 沿y軸正方向,它將阻礙電子相m面積聚。隨著電荷的增加,電場不斷增強,直到達到平衡,這時候有:

3)設半導體薄片中電子濃度為,則有:

所以霍爾電壓為:

4)式中,稱為霍爾係數,它取決於材料的性質,是反映材料霍爾效應的重要引數可以知道;稱為霍爾靈敏度,它取決於材料性質和幾何尺寸,對於霍爾片來說是個常數,單位為.

對於選定的霍爾片,保持通過它的工作電流值不變,霍爾電壓與被測的電磁感應強度成正比:

5)2. 實驗內容和方法

(1) 測繪曲線,保持不變,調節霍爾元件位置使電壓表值最大,調節並依次改變勵磁電流和霍爾電流的方向,將霍爾電壓記錄在表中。

(2) 測繪曲線,保持不變,調節霍爾元件位置使電壓表值最大,調節並依次改變勵磁電流和霍爾電流的方向,將霍爾電壓記錄在表中。

四、誤差**及分析

1. 誤差**:(1)電熱和溫差帶來的附加電壓。(2)由於霍爾片表面不均勻,使電極位置不勻稱,造成不等勢電壓。

2. 分析:採用換測法消除不等勢電壓。取電流和磁場的四種狀態分別測電壓得。求這四個電壓絕對值的平均值即:.

五、資料處理分析及結果

1.測繪曲線,保持不變,在**中記錄霍爾電壓。

用最小二乘法可知關聯係數

2.測繪曲線,保持不變,在**中記錄霍爾電壓。

用最小二乘法可知關聯係數

霍爾效應實驗報告參考 霍爾效應實驗報告

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