霍尔效应及其应用 空间科学与应用物理系
实验目的 o 掌握霍尔效应原理 o 学习使用“对称测量法”消除副效应影 响的实验方法 o 应用霍尔效应确定样品的导电类型,测定 样品的有关物理参量
实验原理 本质上是被约束在固体材料中运动的带电粒 子在磁场中受洛仑兹力作用引起偏转，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。以上描述的这种现象叫做霍尔 效应。 下面通过受力分析图详细推导并说明实验的 理论依据
左图为例-负电荷为载流子(其它条件相同时，N型P型 材料所产生的霍尔电场反向) F evB(络仑兹力) g = F eE eV b(电场力) E = H = H nebd I I nevbd v s s = =
其中VH为可测（对称测量法-正负号的约定 ）的霍 尔电压，B可由IM得到。则当达到平衡时（电场力等 于络仑兹力）有： K I B d I B R d I B ne F F V H s s H s g = E H = = = 1 因此：VH正比于B； VH正比于Is 。其中的RH称为霍 尔系数，为可测量；KH叫霍尔元件的灵敏度。另外 通过测量VAC可得电导率： ( ) 1 s AC AC s I V S L R V bd I L = = = = ne R (迁移率) = = H
实验内容 o 测绘VH -Is关系曲线并求RH o 测绘VH -IM关系曲线并求RH o 测量VAC并由此计算有关物理参量的值 o 确定样品的导电类型
实验注意事项 ✓ 必须正确接线，严禁将IM输出接到IS输入或 VH 、Vô输出上，否则一旦通电仪器会遭损坏 ✓ 打开电源之前先将IM输出和IS输出调到最小， 做完实验后再调回最小 ✓ 测量前先调零 ✓ VAC的测量必须在无磁场的情况下进行