【實驗名稱】 霍爾效應
【實驗目的】
1．了解霍爾效應實驗原理以及有關霍爾器件對材料要求的知識。
2．學習用「對稱測量法」消除付效應的影響，測量試樣的vh—is；和vh—im曲線。
3．確定試樣的導電型別、載流子濃度以及遷移率。
【實驗儀器】
霍爾效應實驗儀
【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侖茲力作用而引起的偏轉。當帶電粒子(電子或空穴)被約束在固體材料中，這種偏轉就導致在垂直電流和磁場的方向上產生正負電荷的聚積，從而形成附加的橫向電場，即霍爾電場。
對於圖1（a）所示的n型半導體試樣，若在x方向通以電流1s，在z方向加磁場b，試樣中載流子（電子）將受洛侖茲力
fb = eb1）
則在y方向即試樣a、電極兩側就開始聚積異號電荷而產生相應的附加電場一霍爾電場。電場的指向取決於試樣的導電型別。對n型試樣，霍爾電場逆y方向，p型試樣則沿y方向，有：
is (x)、 b (zeh (y) <0 (n型)
eh (y) >0 (p型)
顯然，該電場是阻止載流子繼續向側面偏移，當載流子所受的橫向電場力與洛侖茲力相等時，樣品兩側電荷的積累就達到平衡，故有
2）其中為霍爾電場，是載流子在電流方向上的平均漂移速度。
設試樣的寬為，厚度為，載流子濃度為，則
3）由（2）、（3）兩式可得
4）即霍爾電壓（、電極之間的電壓）與乘積成正比與試樣厚度成反比。比例係數稱為霍爾係數，它是反映材料霍爾效應強弱的重要引數
1、由rh的符號(或霍爾電壓的正、負)判斷樣品的導電型別
判斷的方法是按圖一所示的is和b的方向，若測得的vh = vaa』觸f <0，(即點a的電位低於點a′的電位) 則rh為負，樣品屬n型，反之則為p型。
2、由rh求載流子濃度n
即。應該指出，這個關係式是假定所有的載流子都具有相同的漂移速度得到的，嚴格一點，考慮載流子的速度統計分布，需引入的修正因子（可參閱黃昆、謝希德著《半導體物理學》）。
3、結合電導率的測量，求載流子的遷移率 。
電導率與載流子濃度n以及遷移率之間有如下關係：
6）即，通過實驗測出值即可求出 。
根據上述可知，要得到大的霍爾電壓，關鍵是要選擇霍爾係數大（即遷移率高、電阻率亦較高）的材料。因，就金屬導體而言， 和均很低，而不良導體雖高，但極小，
7）來表示器件的靈敏度，稱為霍爾靈敏度
【實驗內容】
1、測繪-is曲線。將實驗儀的「、」切換開關投向側，測試儀的「功能切換」置。保持值不變（取=0.6a）,測繪-is曲線，
2、測繪-曲線。實驗儀及測試儀各開關位置同上。 保持is值不變（is=3.00ma）,測繪-曲線，
3、測量值
將「、」切換開關投向側，測試儀的「功能切換」置。在零磁場下，取=2.00ma，測量。
注意：is取值不要過大，以免太大，毫伏表超量程（此時首數碼顯示為1，後三位數碼熄滅）。
4、確定樣品的導電型別
將實驗儀三組雙刀開關均投向上方，即is沿x方向，b沿z方向，毫伏表測量電壓為vaa，。取is=2ma，im = 0.6a，測量vh大小及極性，判斷樣品導電型別。
5、求樣品的rh、n、和值。
【資料**與資料記錄】
由公式由公式
由公式西門子/公尺
由公式【小結與討論】
(1) 了解了霍爾效應實驗原理以及有關霍爾器件丟材料的要求的知識，了解到一些物理量比如說霍爾係數，遷移率，電導率霍爾靈敏度等
(2) 如何判別霍爾元件的載流子型別？
討論知道電流方向一定，載流子的受力方向就一定，載流子會在受力方向積累，然後觀測其正負。
2、若霍爾片的法線與磁場方向和磁場不一致，對測量結果有何影響？
磁場只有部分分量有作用，也就是實際磁場小於通電電流應產生的磁場。
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