霍尔效应实验报告
篇一：霍尔效应实验报告
篇二：霍尔效应的应用实验报告
一、 名称：霍尔效应的应用 二、 目的：
1．霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用
2．测绘霍尔元件的VH—Is，VH—IM曲线，了解霍尔电势差VH与霍尔元件工作电流Is，磁场应强度B及励磁电流IM之间的关系。 3．学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。 4．学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。
三、 器材：
1、实验仪：
（1）电磁铁。 （2）样品和样品架。
（3）Is和IM 换向开关及VH 、Vó 切换开关。 2、测试仪： （1）两组恒流源。 （2）直流数字电压表。
四、 原理：
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场EH。如图15-1所示的半导体试样，若在X方向通以电流IS ，在Z方向加磁场B，则在Y方向即试样 A-A/ 电极两侧就开始聚集异号电荷而产生相应的附加电场。电场的
指向取决于试样的导电类型。对图所示的N型试样，霍尔电场逆Y方向，（b）的P型试样则沿Y方向。即有
EH
0EH0
显然，霍尔电场EH是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eEH与洛仑兹力eB相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故
eEH?eB （1）其中EH为霍尔电场，v是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽为b，厚度为d，载流子浓度为n ，则
IS?nebd（2） 由（1）、（2）两式可得：VH
1ne
?EHb?
1ISBne
d
?RH
ISBd
即霍尔电压VH（A 、A／电极之间的电压）与ISB乘积成正比与试样厚度d成反比。比例系数RH
霍尔效应实验报告
霍尔效应实验报告1
实验内容:
1.保持不变，使Im从0.50到4.50变化测量VH.
可以通过改变I和磁场B的方向消除负效应。在规定电流和磁场正反方向后，分别测量以下四组不同方向的I和B组合的VH,即
+B，+I
VH=V1
—B，+
VH=-V2
—B，—I
VH=V3
+B，-I
VH=-V4
VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/4
0.50
1.60
1.00
3.20
1.50 4.79
2.00
6.90
2.50
7.98
3.00
9.55
3.50
11.17
4.00
12.73
4.50
14.34
画出线形拟合直线图：
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
A0.115560.13364
B3.165330.0475
------------------------------------------------------------
RDNP ------------------------------------------------------------
0.999210.183959<0.0001
2.保持I=4.5mA,测量Im—Vh关系
VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/4
0.050
1.60
0.100
3.20
0.150
4.79
0.200
6.90
0.250
7.98
0.300
9.55
0.350
11.06
0.400
12.69 0.450
14.31
ParameterValueError
------------------------------------------------------------
A0.133890.13855
B31.50.49241
哈工大物理实验报告——霍尔效应
一、实验目的
1. 了解霍尔元件的制作工艺和特性；
2. 掌握霍尔效应的实验方法和测量原理；
3. 了解霍尔效应在电磁学和半导体中的应用；
4. 熟练掌握霍尔实验数据处理方法。
二、实验原理
1.霍尔元件
霍尔元件是由半导体材料做成的，包括霍尔片和两个接触点。霍尔片所在的面被接上电，霍尔面受到一个磁场时，霍尔电位差就会出现。霍尔电势是电势与电场的乘积，由负载电流和输入电压维持。霍尔电势大小与霍尔电导有直接关系。
2. 霍尔效应
当载有电流的导体在外磁场中移动时，如果该导体的厚度很小，就会出现霍尔效应。这种效应被称为霍尔效应。
霍尔效应的物理原理亦非常简单。电子顺着磁场方向受到洛伦兹力作用，其中洛伦兹力垂直于电子的往复运动，同时导致电子在垂直磁场方向上移动，此时电子内的电荷聚集在两边，形成了一个激活电动势，即霍尔电势。
3. 实验装置
富血红相机，霍尔电场电源，数字万能表，霍尔元件，霍尔效应试验样品块，两个高强度永久磁铁。
实验过程
1. 实验样品块与样品固定块相连，将该样品块放置在磁铁之间，并旋转磁铁，使其磁场与样品块同轴。此时，在样品块上加上霍尔电极的电压。
2. 将电压表安装在霍尔电极的两端，并将其任意保持一个方向。记录下当前电压。
3. 开关功率源，并将电流带到霍尔元件上。
4. 测量电路中的电压，可以得到霍尔电势。 5. 重复测量，直到获得清晰的数据，为在提供数据做铺垫。
6. 测量结束后，关闭电源和电压表。
7. 计算不同电流、不同磁场下的霍尔电势。
8.分析相关数据。
三、实验数据
I（mA） B（T） VH（mV）
1.01 0.3666 0.825
1.51 0.5466 1.225
清华大学实验报告
系别：环境系 班号：环23 姓名：罗以 学号：2002010634 实验科目：物理实验 实验日期：2003-4-5 霍尔效应实验
实验目的
1． 了解霍尔效应的产生原理及其副效应的产生原理和消除方法
2． 掌握霍尔系数和电导率的测量方法。 实验原理
1．霍耳效应
霍耳最初的实验是这样的：在一块长方形的薄金属板两边的对称点1和2
之间接上一个灵敏电流计(如图)。为方便，取如图所示的直角坐标系。沿x轴
正向通以电流I。若不加磁场，则电流计不显
示任何偏转，这说明1和2两点电位相等。若
在z轴方向加上磁场B，则电流计立即显示倔
转。这说明1和2两点之间存在电位差。霍耳
发现这个电位差与电流I及磁感应强度B均成
正比，与板的厚度d成反比。即
HHIBURd=HKIB=（1）
这叫霍耳公式。通常称UH为霍耳电压，
RH为霍耳系数，KH为霍耳片的灵敏度，且KH＝RH／d。在当时，(1)式纯粹是一个经验公式，只有在洛仑兹的电子论提出来
以后才能从理论上加以证明。将电子论应用在霍耳元件上，可推出在弱磁场中
有如下公式：
HIBUned=（2）与（1）比较，有1
HRne=（3）
式中n为载流子浓度，e为电子电荷，其值为e＝1.6022×10-19C。
式(2)和(3)对大多数金属是成立的，但对霍耳系数比金属高得多的半导体
材料来说，是不准确的。如果考虑载流子速度的统计分布规律，并考虑到非低
温条件下品格振动对散射起主要作用的特点，则有 31
8HRneπ=（4）
用实验测出霍耳系数RH后，载流子浓度n就可出(4)式计算出来。若霍耳电
压UH用V为单位，片的厚度d用m为单位，电流I用A为单位，磁感应强度B用T
为单位，则由(1)式求得的霍耳系数的单位是m3／C。 清华大学实验报告
系别：环境系 班号：环23 姓名：罗以 学号：2002010634 实验科目：物理实验 实验日期：2003-4-5 我们在推导上列公式时是从简化的理想情况出发的，但实际情况要复杂得
