【实验名称】       霍尔效应                            

【实验目的】

1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH—IS；和VH—IM曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】  

霍尔效应实验仪

【实验原理】

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

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大 学

本(专)科实验报告

年 月 日

（实验报告目录）

实验名称

一、实验目的和要求

二、实验原理

三、主要实验仪器

四、实验内容及实验数据记录

五、实验数据处理与分析

六、质疑、建议

霍尔效应实验

一．实验目的和要求：

1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.

2、测绘霍尔元件的，曲线了解霍尔电势差与霍尔元件控制（工作）电流、励磁电流之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二．实验原理：

1、霍尔效应

霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。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在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如右图（1）所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流相反的X负向运动。

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华南农业大学信息软件学院 实验报告

课程：大学物理实验    学期：20##-2013第一学期  任课老师：***

专业班级：**************学号：**************        姓名：***    

评分：

实验3  霍尔效应的应用  

一．      实验目的

1.     了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2.    测量霍尔元件的曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的系。

3.     学习用对称测量法消除副效应的影响，测量试样的和曲线。

4.     确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

二．      实验仪器设备

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大学物理实验报告——霍尔效应及其应用

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霍尔效应测量磁场

【实验目的】

(1) 了解霍尔效应的基本原理

(2) 学习用霍尔效应测量磁场

【仪器用具】

【实验原理】

(1)     霍尔效应法测量磁场原理

若将通有电流的导体至于磁场B之中，磁场B(沿着z轴)垂直于电流I_S(沿着x轴)的方向，如图1所示则在导体中垂直于B和I_S方向将出现一个横向电位差U_H，这个现象称之为霍尔效应。

图 1 霍尔效应示意图

若在x方向通以电流I_S，在z方向加磁场B，则在y方向A、A′两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场.当载流子所受的横向电场力F_E洛伦兹力F_B相等时：

此时电荷在样品中不再偏转，霍尔电势差就有这个电场建立起来。

N型样品和P型样品中建立起的电场相反，如图1所示，所以霍尔电势差有不同的符号，由此可以判断霍尔元件的导电类型。

设P型样品的载流子浓度为p，宽度为w，厚度为的d。通过样品电流I_S=pqvwd，则空穴速率v=I_S/pqwd，有

其中R_H=1/pq称为霍尔系数，K_H=R_H/d=1/pqd称为霍尔元件灵敏度。

(2)     霍尔元件的副效应及其消除方法

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霍尔效应实验报告

一、     实验目的与要求

1．了解产生霍尔效应的物理过程及其测量磁场的原理和方法；

2．验证霍尔电流与霍尔电压的线性关系；

3．测定励磁电流与霍尔电压线性关系的范围.

二、     实验仪器和用具

LH-A型霍尔效应实验仪器一台、HF-CF型测试仪一台、导线若干.

三、     实验原理及内容和方法

1.  实验原理：

 霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦磁力的作用引起的偏转。将半导体置于图1所示的电场中。半导体长度为，宽度为，厚度为，外磁场沿z轴方向，若半导体中通有电流，沿x轴方向，垂直于，则现在和方向，即沿y方向，出现一个横向电位差，这一现象称霍尔效应，其横向电压称霍尔电压.

设有横向均匀磁场作用在一束以速度为的电子流上，运动电荷受到洛伦磁力为：

………………………………………………………... (1)

其方向沿y轴负方向，造成电子流发生偏转，被推向半导体的下侧（M面），在M上形成负电荷积累，而相对上侧（N面）形成正电荷积累，使M,N面之间建立了电场，其方向沿y轴方向，两侧的霍尔电压；

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大学物理实验报告霍尔效应

一、实验名称：霍尔效应原理及其应用 二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的、曲线， 了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系；3、学习用 霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分 布；4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。

三、仪器用具：YX-04 型霍尔效应实验仪(仪器资产编号)四、实验原理：1、 霍尔效应现象及物理解释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于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。对于图1 所示。半导体样品，若在x 方向通以电流，在z 方向 加磁场，则在y 方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的 电场，电场的指向取决于样品的导电类型。显然，当载流子所受的横向电场力 时电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样 品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压)。设为霍尔电场，是载流子在电流 方向上的平均漂移速度；样品的宽度为，厚度为，载流子浓度为，则有：(1-1)

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