半导体材料的磁电阻效应研究
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材料的磁性与电阻率关系研究引言:磁性和电阻率是材料物理学中两个重要的性质。
这两个性质之间是否存在某种关系一直是科学家们感兴趣的问题。
通过研究材料的磁性与电阻率关系,我们可以更深入地了解材料的电子结构和磁相互作用机制,从而为材料设计与应用提供更多可能性。
一、磁性对电阻率的影响磁性可以通过不同的方式影响材料的电阻率。
首先,磁性可以改变材料的电子输运性质。
磁导体中存在自旋极化,自旋向上和向下的电子在输运过程中会发生散射,导致电阻率的增加。
其次,磁性还可以改变材料的晶格结构与电荷分布,进而影响其电子态密度和价带结构。
二、磁导体的电阻率特性磁性对电阻率的影响在磁导体中尤为显著。
磁导体即在外加磁场作用下出现非零磁化强度的材料,如铁、镍等。
这些材料在低温下呈现出明显的磁阻效应,其电阻率会随着外加磁场的变化而改变。
这一特性被广泛应用于传感器、存储器和磁控元件等领域。
三、磁性半导体的电阻率特性与磁导体不同,磁性半导体在外加磁场下可以实现电阻率的调节。
磁性半导体是指具有自旋分裂能带的半导体材料,如锰化铁等。
这些材料通过调节外加磁场的强度和方向,可以使电子的自旋方向发生变化,进而调节电子在能带中的输运性质。
这一特性使得磁性半导体在自旋电子学和磁存储等领域具有广泛的应用潜力。
四、磁相互作用与电阻率的关系机制磁相互作用是磁性与电阻率之间关系的关键。
在磁性材料中,电子通过与磁矩耦合形成磁性,从而影响其输运性质。
不同的磁相互作用机制导致材料的电阻率表现出不同的特性。
例如,自旋杂质散射、自旋波激发和自旋-轨道耦合等机制都可以对电子输运产生重要影响。
因此,通过研究磁相互作用机制,我们可以更好地理解磁性与电阻率之间的关系。
结论:材料的磁性与电阻率之间存在着复杂而有趣的关系。
磁性可以通过多种机制影响材料的电阻率,从而改变其电子输运性质。
磁导体和磁性半导体是磁性与电阻率关系研究中的两个重要方向,其特殊的电阻率特性使之在功能性材料和电子器件中具有广泛应用前景。
霍尔效应及磁阻测量实验报告1.实验目的(1).了解霍尔效应实验及霍尔副效应产生原理(2).掌握霍尔系数的测量方法,学习消除霍尔副效应的实验方法(3).研究半导体材料的电阻值随磁场的变化规律2.实验原理(1).霍尔效应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的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。
对于图1(a)所示的N型半导体试样,若在X方向通以电流1s,在Z方向加磁场B,试样中载流子(电子)将受洛仑兹力FB = eB (1)则在Y方向即试样A、电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。
电场的指向取决于试样的导电类型。
对N型试样,霍尔电场逆Y方向,P型试样则沿Y方向,有:Is (X)、 B (Z) EH (Y) <0 (N型)EH (Y) >0 (P型)显然,该电场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与洛仑兹力相等时,样品两侧电荷的积累就达到平衡,故有= (2)其中为霍尔电场,是载流子在电流方向上的平均漂移速度。
设试样的宽为,厚度为,载流子浓度为,则(3)由(2)、(3)两式可得(4)即霍尔电压(、电极之间的电压)与乘积成正比与试样厚度成反比。
比例系数称为霍尔系数,它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数,由RH的符号(或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型。
(2).霍尔效应的副效应a.不等位电势差:由于霍尔元件的材料本身不均匀,以及由于工艺制作时,很难保证将霍尔片的电压输出电极焊接在同一等势面上,因此当电流流过样品时,即使已不加磁场,在电压输出电极之间也会产生一电势差,只与电流有关,与磁场无关。
b.厄廷豪森效应:霍尔片内部的快慢载流子向不同方向偏转,动能转化为热能,使x方向两侧产生温度差,因此霍尔电极和样品间形成热电偶,在电极间产生温差电动势,其正负、大小与I、B的大小和方向有关。
通过霍尔效应测量磁场实验简介在磁场中的载流导体上出现横向电势差的现象是24 岁的研究生霍尔( Edwin H. Hall )在 1879年发现的,现在称之为霍尔效应。
随着半导体物理学的迅猛发展,霍尔系数和电导率的测量已经成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测得霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
在霍尔效应发现约100 年后,德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing)等研究半导体在极低温度和强磁场中发现了量子霍尔效应,它不仅可作为一种新型电阻标准,还可以改进一些基本量的精确测定,是当代凝聚态物理学和磁学令人惊异的进展之一,克利青为此发现获得 1985 年诺贝尔物理学奖。
其后美籍华裔物理学家崔琦 (D. C. Tsui) 和施特默在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应。
它的发现使人们对宏观量子现象的认识更深入一步,他们为此发现获得了1998 年诺贝尔物理学奖。
用霍尔效应之制备的各种传感器,已广泛应用于工业自动化技术、检测技术和信息处理各个方面。
本实验的目的是通过用霍尔元件测量磁场,判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,以及了解霍尔效应测试中的各种副效应及消除方法。
实验原理通过霍尔效应测量磁场霍尔效应装置如图 2.3.1-1 和图 2.3.1-2 所示。
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中 (B 的方向沿 z 轴方向 ) ,当沿 y 方向的电极 A、A’上施加电流 I 时,薄片内定向移动的载流子 ( 设平均速率为 u) 受到洛伦兹力 F B的作用,F B = q u B(1)无论载流子是负电荷还是正电荷, F 的方向均沿着 x 方向,在磁力的作用下,载流子发生偏B移,产生电荷积累, 从而在薄片 B 、B ’两侧产生一个电位差 V BB ’, 形成一个电场 E 。
通过霍尔效应测量磁场实验简介在磁场中的载流导体上出现横向电势差的现象是24岁的研究生霍尔(Edwin H. Hall)在1879年发现的,现在称之为霍尔效应。
随着半导体物理学的迅猛发展,霍尔系数和电导率的测量已经成为研究半导体材料的主要方法之一。
通过实验测量半导体材料的霍尔系数和电导率可以判断材料的导电类型、载流子浓度、载流子迁移率等主要参数。
若能测得霍尔系数和电导率随温度变化的关系,还可以求出半导体材料的杂质电离能和材料的禁带宽度。
在霍尔效应发现约100年后,德国物理学家克利青(Klaus von Klitzing)等研究半导体在极低温度和强磁场中发现了量子霍尔效应,它不仅可作为一种新型电阻标准,还可以改进一些基本量的精确测定,是当代凝聚态物理学和磁学令人惊异的进展之一,克利青为此发现获得1985年诺贝尔物理学奖。
其后美籍华裔物理学家崔琦(D. C. Tsui)和施特默在更强磁场下研究量子霍尔效应时发现了分数量子霍尔效应。
它的发现使人们对宏观量子现象的认识更深入一步,他们为此发现获得了1998年诺贝尔物理学奖。
用霍尔效应之制备的各种传感器,已广泛应用于工业自动化技术、检测技术和信息处理各个方面。
本实验的目的是通过用霍尔元件测量磁场,判断霍尔元件载流子类型,计算载流子的浓度和迁移速度,以及了解霍尔效应测试中的各种副效应及消除方法。
实验原理通过霍尔效应测量磁场霍尔效应装置如图2.3.1-1和图2.3.1-2所示。
将一个半导体薄片放在垂直于它的磁场中(B 的方向沿z轴方向),当沿y方向的电极A、A’上施加电流I时,薄片内定向移动的载流子(设平均速率为u)受到洛伦兹力F B的作用,= q u B (1)FB无论载流子是负电荷还是正电荷,F B 的方向均沿着x 方向,在磁力的作用下,载流子发生偏移,产生电荷积累,从而在薄片B 、B’两侧产生一个电位差V BB ’,形成一个电场E 。
电场使载流子又受到一个与F B 方向相反的电场力F E ,F E =q E = q V BB’ / b(2)其中b 为薄片宽度,F E 随着电荷累积而增大,当达到稳定状态时F E =F B ,即q uB = q V BB’ / b(3)这时在B 、B’两侧建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压,电极B 、B’称为霍尔电极。
磁阻效应调研报告磁阻效应是指当电流通过磁场中的导体或半导体时,由于电子的自旋与晶格的相互作用,使得电子在自由路径上发生旋转,最终导致电阻的变化现象。
磁阻效应的应用非常广泛,特别是在传感器领域有着重要的应用。
磁阻效应的研究和应用始于20世纪60年代,随着科技的不断发展,磁阻效应的研究取得了突破性进展。
目前,最常见的磁阻效应是安培磁阻效应和霍尔磁阻效应。
安培磁阻效应是指电流通过导体时,由于自旋与晶格的相互作用,电阻发生变化。
该效应主要应用于磁场传感器中,通过电流和电阻的变化,可以测量磁场的强度和方向。
安培磁阻传感器具有体积小、响应速度快的特点,被广泛应用于汽车导航、手机指南针等领域。
霍尔磁阻效应是指当电流通过半导体材料时,由于电子受到磁场作用而发生偏转,导致半导体中产生电势差。
霍尔磁阻传感器是一种非接触式传感器,可以测量磁场的强度和方向。
由于霍尔磁阻传感器具有灵敏度高、稳定性好的特点,被广泛应用于工业自动化、电动车辆、磁盘硬盘等领域。
除了安培磁阻效应和霍尔磁阻效应,还有一些其他的磁阻效应,如巨磁电阻效应、磁阻谐振效应等,这些效应都具有各自的特点和应用领域。
经过调研发现,目前磁阻效应已经在许多领域得到了应用。
在汽车领域,磁阻效应广泛应用于车辆导航、转向控制等方面。
在物流仓储领域,磁阻效应被应用于货物装卸过程中的精确定位。
在医疗领域,磁阻效应被应用于医疗设备的定位和控制。
另外,磁阻效应还有应用于电子产品、航空航天等领域。
综上所述,磁阻效应作为一种重要的物理现象,在科学研究和工程技术中具有广泛的应用前景。
未来,随着科技的进步,磁阻效应的应用将会越来越多样化和广泛化。
一、实验目的1. 理解磁电阻效应的基本原理和现象。
2. 掌握磁电阻效应实验的基本操作和数据处理方法。
3. 分析磁电阻效应在不同材料中的表现,了解其应用前景。
二、实验原理磁电阻效应是指当金属或半导体材料受到磁场作用时,其电阻值发生变化的现象。
根据磁电阻效应的原理,本实验主要分为以下三个部分:1. 磁阻效应:当磁场垂直于电流方向时,电阻值随磁场强度的增加而增加。
2. 巨磁电阻效应(GMR):在多层膜结构中,由于电子的隧穿效应,当相邻两层膜的磁化方向相反时,电阻值显著降低。
3. 隧道磁电阻效应(TMR):在隧道结中,当电子隧穿穿过绝缘层时,电阻值随磁场强度的变化而变化。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器:磁电阻效应实验仪、磁场发生器、电流表、电压表、信号发生器、示波器、计算机等。
2. 实验材料:磁阻材料、多层膜材料、隧道结材料等。
四、实验步骤1. 磁阻效应实验:(1)将磁阻材料放置在磁场发生器中,调整磁场强度;(2)使用电流表和电压表测量电阻值;(3)记录不同磁场强度下的电阻值;(4)分析磁阻效应。
2. 巨磁电阻效应(GMR)实验:(1)将多层膜材料放置在磁场发生器中,调整磁场强度;(2)使用电流表和电压表测量电阻值;(3)记录不同磁场强度下的电阻值;(4)分析巨磁电阻效应。
3. 隧道磁电阻效应(TMR)实验:(1)将隧道结材料放置在磁场发生器中,调整磁场强度;(2)使用电流表和电压表测量电阻值;(3)记录不同磁场强度下的电阻值;(4)分析隧道磁电阻效应。
五、实验数据与结果1. 磁阻效应实验数据:磁场强度(T)电阻值(Ω)0.1 1000.2 1500.3 2000.4 2500.5 3002. 巨磁电阻效应(GMR)实验数据:磁场强度(T)电阻值(Ω)0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 53. 隧道磁电阻效应(TMR)实验数据:磁场强度(T)电阻值(Ω)0.1 1000.2 500.3 200.4 100.5 5六、实验分析与讨论1. 磁阻效应实验结果表明,随着磁场强度的增加,磁阻材料的电阻值逐渐增加。
一、实验题目:磁阻效应及磁阻传感器的特性研究二、实验目的:1、了解磁阻效应的基本原理及测量磁阻效应的方法;2、测量锑化铟传感器的电阻与磁感应强度的关系;3、画出锑化铟传感器电阻变化与磁感应强度的关系曲线,并进行相应的曲线和直线拟合;4、学习用磁阻传感器测量磁场的方法。
三、实验原理:磁阻效应是指某些金属或半导体的电阻值随外加磁场变化而变化的现象。
和霍尔效应一样,磁阻效应也是由于载流子在磁场中受到的洛仑兹力而产生的。
若外加磁场与外加电场垂直,称为横向磁阻效应;若外加磁场与外加电场平行,称为纵向磁阻效应。
磁阻效应还与样品的形状有关,不同几何形状的样品,在同样大小的磁场作用下,其电阻不同,该效应称为几何磁阻效应。
由于半导体的电阻率随磁场的增加而增加,有人又把该磁阻效应称为物理磁阻效应。
目前,磁阻效应广泛应用于磁传感、磁力计、电子罗盘、位置和角度传感器、车辆探测、GPS导航、仪器仪表、磁存储(磁卡、硬盘)等领域。
一定条件下,导电材料的电阻值R随磁感应强度B变化规律称为磁阻效应。
如图1所示,当半导体处于磁场中时,导体或半导体的载流子将受洛仑兹力的作用,发生偏转,在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。
如果霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑兹力作用刚好抵消,则小于此速度的电子将沿霍尔电场作用的方向偏转,而大于此速度的电子则沿相反方向偏转,因而沿外加电场方向运动的载流子数量将减少,即沿电场方向的电流密度减小,电阻增大,也就是由于磁场的存在,增加了电阻,此现象称为磁阻效应。
如果将图1中U H短路,磁阻效应更明显。
因为在上述的情况里,磁场与外加电场垂直,所以该磁阻效应称为横向磁阻效应。
当磁感应强度平行于电流时,是纵向情况。
若载流子的有效质量和弛豫时间与移动方向无关,纵向磁感应强度不引起载流子漂移运动的偏转,因而没有纵向霍尔效应的磁阻。
而对于载流子的有效质量和弛豫时间与移动方向有关的情形,若作用力的方向不在载流子的有效质量和弛豫时间的主轴方向上,此时,载流子的加速度和漂移移动方向与作用力的方向不相同,也可引起载流子漂移运动的偏转现象,其结果总是导致样品的纵向电流减小电阻增加。
物理实验技术中的磁效应测量方法与技巧磁效应测量是物理实验技术中常用的一种手段,它能够帮助研究者深入地了解物质内部的磁性特性。
本文将介绍一些常见的磁效应测量方法与技巧,以及它们在实验中的应用。
首先,我们来讨论一下常见的磁效应测量方法之一:霍尔效应。
霍尔效应是指当一个电流通过一块具有横向磁场的半导体材料时,会产生一种电压差,这种现象就是称为霍尔效应。
通过测量霍尔电压,我们可以确定磁场的强度和方向。
为了进行霍尔效应的测量,我们需要搭建一个简单的电路。
首先,选取一块半导体样品,并将其连接到一个直流电源和一个电压测量仪器上。
然后,在样品两侧施加一个垂直于电流方向的磁场。
随着磁场的变化,我们可以测量到由霍尔效应产生的电压差。
通过这种方法,我们可以准确地测量和控制磁场的强度和方向。
除了霍尔效应,还有许多其他的磁效应测量方法,如磁阻效应和差动磁异常效应等。
磁阻效应是指材料的电阻随着磁场的变化而变化的现象。
这种效应常用于磁阻存储器和磁阻传感器中。
差动磁异常效应则是指在材料的磁性改变时,材料的磁滞回线发生畸变的现象。
通过测量这种异常信号,我们可以分析材料的磁性特性。
在进行磁效应测量时,还需注意一些技巧。
首先,我们需要选择合适的测量方法和仪器。
不同的磁效应需要不同的测量方法和仪器来进行准确测量。
其次,样品的准备和处理也非常关键。
样品的选取和制备应符合实验要求,并保持样品的稳定性和一致性。
此外,还需要注意实验环境的干扰。
磁效应测量对环境的干扰非常敏感,因此需要保持实验室的清洁和安静,以减小外界干扰。
在实际应用中,磁效应测量技术广泛应用于物理、化学、材料科学等领域。
例如,在材料科学中,磁效应测量可以帮助研究者了解材料的磁性特性,从而指导新材料的合成和应用。
在磁存储器领域,磁效应测量可以帮助优化磁存储器的设计和性能。
在医学领域,磁效应测量可以应用于磁共振成像等技术中,帮助诊断和治疗疾病。
总结起来,磁效应测量是物理实验技术中重要的一环。
半导体材料的磁电阻效应研究
磁阻器件由于其灵敏度高、抗干扰能力强等优点在工业、交通、仪器仪表、医疗器械、探矿等领域应用十分广泛,如:数字式罗盘、交通车辆检测、导航系统、伪钞检别、位置测量等探测器。
磁阻器件品种较多,可分为正常磁电阻,各向异性磁电阻,特大磁电阻,巨磁电阻和隧道磁电阻等。
其中正常磁电阻的应用十分普遍。
锑化铟)InSb (传感器是一种价格低廉、灵敏度高的正常磁电阻,有着十分重要的应用价值。
它可用于制造在磁场微小变化时测量多种物理量的传感器。
本实验装置结构简单,实验内容丰富,使用两种材料的传感器:砷化镓 )GaAs (测量磁感应强度,研究锑化铟)InSb (在磁感应强度变化时的电阻,融合霍尔效应和磁阻效应两种物理现象,具有科学研究的前瞻性,特别适合大学物理实验。
【实验仪器】
磁阻效应实验仪
【实验目的】
1、了解磁阻现象与霍尔效应的关系与区别;
2、了解并掌握FB512型磁阻效应实验仪的工作原理与使用方法;
3、了解电磁铁励磁电流和磁感应强度的关系及气隙中磁场分布特性;
4、测定磁感应强度和磁阻元件电阻大小的对应关系,研究磁感应强度与磁阻变化的函数关系。
【实验原理】
在一定条件下,导电材料的电阻值R 随磁感应强度B 的变化规律称为磁阻效应。
在该情况下半导体内的载流子将受洛仑茨力的作用,发生偏转,在两端产生积聚电荷并产生霍尔电场。
如霍尔电场作用和某一速度的载流子的洛仑茨力作用刚好抵消,那么小于或大于该速度的载流子将发生偏转。
因而
沿外加电场方向运动的载流子数目将减少,电阻增
大,表现出横向磁阻效应。
如果将图1 中B ,A 端 图1 霍尔效应原理图 短接,霍尔电场将不存在,所有电子将向A 端偏转,也表现出磁阻效应。
通常以电阻率的相对改变量来表示磁阻)0(/ρρ∆,为零磁场时的电阻率,()()0B ρ-ρ=ρ∆, 而
()()00R R ρ∆∝∆ , 其中()()0R B R R -=∆。
通过理论计算和实验都证明了磁场较弱时,一般磁阻器件的()0R R ∆正比于B 的两次方,而在强磁场中()0R R ∆则为B 的一次函数。
当半导体材料处于弱交流磁场中,因为()0R R ∆正比于B 的二次方,所以R 也随时
间周期变化。
()2
B k 0R R ∙=∆
假设电流恒定为0I ,令t cos B B 0ω=(其中k 为常量),于是有:
由(1)式可知磁阻上的分压为B 振荡频率两倍的交流电压和一直流电压的叠加。
FB512型磁阻效应实验仪由测试仪和实验仪二部分组成。
图2为FB512型磁阻效应实验仪实体图。
图2
图2磁阻效应实验仪 主要技术参数:
(1)励磁电流:mA 1000~0连续可调; (2)霍尔、磁阻传感器工作电流mA 5~0; (3)传感器水平位移范围mm 20±。
【实验内容】
1、测定励磁电流和磁感应强度的关系:
(1)测量励磁电流M I 与H U 的关系。
(测量电磁铁的磁化曲线)按图3接线图,把各相应连接线接好(七根导线),闭合电源开关。
mA 500I M =,)T mA /(mV 177K H ∙= (2)安装在一维移动尺上的印刷电路板(焊接传感器用),左侧的传感器为霍尔传感器 砷化镓 )GaAs (,右侧为锑化铟)InSb (磁阻传感器。
往左方向调节一维移动尺,使霍尔传感器在电磁铁气隙最外边,离气隙中心mm 20左右。
t 2cos B k )0(R 2
1B k )0(R 21)0(R (1) t cos B k )0(R )0(R )
0(R R )0(R )0(R R )0(R )B (R 202022
0ω∙∙∙+∙∙+
=ω∙∙∙+=∆∙+=∆+=t
2cos V ~
)0(V (2) t 2cos B k )0(R I 21B k )0(R 21)0(R I )B (R I )B (V 2
002000ω∙+=ω∙∙∙∙+⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∙∙+=∙=
图3 测量电磁铁的磁化曲线连接图
(3)调节霍尔工作电流mA 00.5I H =,预热5分钟后,测量霍尔传感器的不等位电压
mV 8.1U 0≈ 。
然后再往右调节一维移动尺,使霍尔传感器位置处于电磁铁气隙中心位
置(即一维移动尺下面的“0”位指示线对准一维移动尺上面的“0”位再往左2mm 位置),实戏验仪面板上继电器控制按钮开关1K 和2K 均按下。
分别调节励磁电流为0、100、
200、300、400、…mA 1000。
记录对应数据并绘制电磁铁磁化曲线。
2、测量电磁铁气隙磁场沿水平方向的分布:
调节励磁电流mA 00.5I , mA 500I H M ==时,测量霍尔输出电压H U 与水平位置
X 的关系。
3、测量磁感应强度和磁阻变化的关系:
(1)调节磁阻传感器位置,使传感器位于电磁铁气隙中心位置,把励磁电流先调节为0,释放1K 、2K ,按下3K ,4K 打向上方。
在无磁场的情况下,调节磁阻工作电流2I ,使仪器数字式毫伏表显示电压mV 0.800U 2=,记录此时的2I 数值,此时按下1K 、2K ,记录霍尔输出电压H U ,改变K4方向再测一次H U 值,以次记录数据。
各开关回复原状;
(2)按上述步骤,逐步增加励磁电流,改变2I ,在基本保持mV 0.800U 2=不变的情况下,重复以上过程,把一组组数据分别记录到表格中。
表3中有关计算公式如下: 1
1
I K U B ⋅=
式中()T mA mV 177K ∙=
22I U R = , Ω=8.382)0(R , )0(R )B (R R -=∆ 【数据与结果】
1、测定励磁电流和磁感应强度的关系:
根据表格中数据作M I ~B 关系曲线。
2.测定电磁铁气隙沿水平方向的磁场分布:
根据表格中数据作X ~B 关系曲线
3、测量磁感应强度和磁阻变化的关系:
(1)根据表格中数据作)0(R /R B ∆-关系曲线;
(2)观察并分析曲线中描述变量间的函数关系,分段研究非线性与线性区域的函数关系,用最小二乘法求出变量间的相关系数及函数表达式; (3)写出你对实验结果的结论。
【注意事项】
如果在频繁转换1K 、2K 时,出现2U 数据不稳定造成读数困难,这是由于霍尔元件工作电流时通时断,其温度不稳定,而半导体器件一般对温度变化较敏感,从而造成电阻值不稳定,而工作电流是恒流源,所以其两端的电压)mV (U 2会随着变化(非磁场引起的变化),在这种情况下,可采取的办法如下:
(1)把磁阻效应(InSb )与霍尔效应)GaAs (的测量分别进行。
先测出励磁电流从
mA 1000~0时对应的)mV (U 2、)mA (I 2数值,逐项记入表格3 ;
(2)然后逐渐减小励磁电流,从0~mA 1000,在减小励磁电流的过程中,用换向开关多次改变励磁电流方向,从而起到消除铁芯剩磁的作用;
(3)把励磁电流)mA (I M 、霍尔元件工作电流)mA (I 1调节到与磁阻效应测量时
)mA (I M 、)mA (I 2相同的值,从小到大,调节励磁电流,对应每一组数据,改变一次励磁
电流方向,分别测出对应的正、负方向的霍尔电压值)mV (U 1、)mV (U 1
'; (4)求得霍尔电压值的平均值)mV (2
U U )mV (U 1
11'+=,逐项记入表格3 ;其余步骤不变。