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利用霍尔效应测定空间的磁场分布

利用霍尔效应测定空间磁场分布

【摘要】: 本文利用霍尔效应在一定的励磁电流和霍尔电流下测得霍尔片在不同X 或Y 值时的霍尔电压,同时通过“对称测量法”消除霍尔电压中的各种副效应。从而得到单边X(Y)方向的磁场分布。

关键词:励磁电流、霍尔电流、霍尔电压、对称测量法。 【引言】:

霍尔效应是一种磁电效应,是霍普经斯大学研究生霍尔于1879年发的。这种现象的产生主要是由于通电半导体中的载流子在受到洛伦兹力的作用下,产生偏转形成横向电场即霍尔电场。霍尔电场产生的电场力与洛伦兹力相反,它使得载流子继续堆积,直到霍尔电场力与洛伦兹力相等,这时片子两边形成一个稳定的电压(霍尔电压),由霍尔电压和磁场的线性关系可知,通过测量元件两端的电影可以得到空间磁场分布。 【
实验原理】

霍尔效应是一种磁电效应,是霍普经斯大学研究生霍尔于1879年发的。这种现象的产生主要是由于通电半导体中的载流子在受到洛伦兹力的作用下,产生偏转形成横向电场即霍尔电场。霍尔电场产生的电场力与洛伦兹力相反,它使得载流子继续堆积,直到霍尔电场力与洛伦兹力相等,这时片子两边形成一个稳定的电压(霍尔电压),由霍尔电压和磁场的线性关系可知,通过测量元件两端的电影可以得到空间磁场分布。 【实验原理】

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一:从本质上来说霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受到洛仑兹力的作用而发生偏转。当在半导体试样通以电流时,由于正负电荷手里方向相反,从而在垂直电流和磁场的方向产生横向电场,形成霍尔电压。形成的电场如图所示。从图中可以看出电荷所受的电场力和洛伦兹力方向相反,当两者处于动态平衡时:

1H H H H H

I B I B V E b S ne

d

d

==

= (1)

其中H V 为霍尔电压,B 为外磁场,d 为霍尔厚度,1H S ne

=为霍尔系数。

由(1)知:在恒定霍尔电流H V 与B 是成正比的。

⇒ H H H V S I B

=

或 H H H

V B d V S =

(2)

二:在测量霍尔电时会伴随着各种副效应:

1):因为不等势电压0V 只与电流的方向有关,所以可以通过改变H I 的方向来予以消除。

X

Y

Z

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