霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱霍爾效應(yīng)及其應(yīng)用學(xué)院專業(yè)班級(jí)報(bào)告人學(xué)號(hào)同組人學(xué)號(hào)理論課任課教師實(shí)驗(yàn)課指導(dǎo)教師實(shí)驗(yàn)日期報(bào)告日期實(shí)驗(yàn)成績(jī)批改日期實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饣魻栃?yīng)實(shí)驗(yàn)原理以及有關(guān)霍爾器材對(duì)材料要求的知識(shí)學(xué)習(xí)用“對(duì)稱測(cè)量法”消除負(fù)效應(yīng)的影響，測(cè)量試樣Vh-Is和Vh-Im曲線確定試樣的導(dǎo)電類型，載流子濃度以及遷移率實(shí)驗(yàn)儀器1．TH－H型霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)儀，主要由規(guī)格為>3.00kGS/A電磁鐵、N型半導(dǎo)體硅單晶切薄片式樣、樣品架、IS和IM換向開(kāi)關(guān)、VH和Vσ（即VAC）測(cè)量選擇開(kāi)關(guān)組成。2．TH－H型霍爾效應(yīng)測(cè)試儀，主要由樣品工作電流源、勵(lì)磁電流源和直流數(shù)字毫伏表組成。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與結(jié)果（1）測(cè)繪VH－Is曲線，數(shù)據(jù)記錄如下Is(mA)V1（mV）V2（mV）V3（mV）V4（mV）+Is﹑+B+Is﹑-B-Is﹑-B-Is、+B1.003.21-3.012.80-3.4214.111.504.88-4.474.26-5.0920.362.006.54-5.935.72-6.7526.572.508.17-7.367.15-8.3832.743.009.85-8.838.62-10.0640.684.0013.17-11.7411.52-13.3836.43其中電流范圍：IM＝0.6A；Is取值：1.00-4.00mA。圖形如下(橫坐標(biāo)為IS/mA,縱坐標(biāo)為VH/mV)（2）繪測(cè)VH－IM曲線，數(shù)據(jù)記錄如下IM(A)V1(mV)V2（mV）V3（mV）V4（mV）+Is﹑+B+Is﹑-B-Is﹑-B-Is、+B0.3005.19-4.153.94-5.414.67250.4006．75-5.725.50-6.976．2350.5008.30-7.287.07-8.537.7950.6009.87-8.858.64-10.089.360.70011.40-10.4010．18-11.6310.9020.80012.95-11.9511.73-13.1612.44其中電流范圍：Is＝3.00mA；IM取值：0.300-0.800A。圖形如下(橫坐標(biāo)為IM/mA,縱坐標(biāo)為VH/mV)(3)確定樣品的導(dǎo)電類型.將實(shí)驗(yàn)儀三組雙刀均投向上方,即延X(jué)方向,B延Z方向,毫伏表測(cè)量電壓為Vaa.取Is=2mA,Im=0.6A,測(cè)量Vh大小及極性,判斷樣品導(dǎo)電類型.解:Vh=6.54mA,所以導(dǎo)電類型為P型.(4)求樣品的Rh,n,σ和μ值.解:由代入數(shù)據(jù)算的RH=5.713，由代入數(shù)據(jù)算的n=1.09×1018，由代入數(shù)據(jù)算的σ=21.05S/m,由μ＝|RH|σ代入數(shù)據(jù)的μ=120.26。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、如何精確測(cè)量霍爾電壓？本實(shí)驗(yàn)采用什么辦法消除各種附加電壓？答：多次測(cè)量取平均值。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)對(duì)稱測(cè)量法求的霍爾電壓。

2、磁場(chǎng)不恰好與霍爾片的法線一致，對(duì)測(cè)量效果有什么影響？答:磁場(chǎng)與霍爾片的法線不一致，會(huì)造成有效磁場(chǎng)變小，則對(duì)應(yīng)測(cè)得霍爾系數(shù)變大。3、能否用霍爾片元件測(cè)量交變磁場(chǎng)？若能，怎么測(cè)量？答：可以，因?yàn)榛魻栃?yīng)建立的時(shí)間極短,使用交流磁場(chǎng)時(shí),所得的霍爾電壓也是交變的,此時(shí)的IM和VH應(yīng)理解為有效值，上下板交替累積載流子無(wú)穩(wěn)定的電勢(shì)差。4、如何根據(jù)I、B和VH的方向，判斷所測(cè)樣品為N型半導(dǎo)體還是P型半導(dǎo)體？答：由QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。可得。5、請(qǐng)根據(jù)歐姆定律推導(dǎo)出QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。（電導(dǎo)率δ為電阻率ρ的倒數(shù)）。答：由QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。和QUOTE錯(cuò)誤!未找到引用源。可得。6、本實(shí)驗(yàn)的主要誤差有哪些，這些誤差對(duì)實(shí)驗(yàn)有何影響？答：產(chǎn)生霍爾效應(yīng)的同時(shí)，伴隨著多種副效應(yīng)，以導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得的A、A’兩級(jí)之間的電壓并