物理实验第21卷第10 为R(0),p(0);磁场为B时电阻及电阻率分别的驱动电压或电流以达到恒压或恒流的目的值 得说明的是磁阻器件的A,B端可以断路也可以 短路,电源可加恒压源或恒流源,一共可得到四 D端 组不同条件下的△R/R(0)曲线,以下简称为恒 压断路、恒压短路、恒流断路、恒流短路 端 图1磁阻器件 为R(B),p(B)通常以电阻率的相对改变量 △P∥p(0)表示磁阻,△P=P(B)-p(0),而 △R/(0)△p/P(0),其中△R=R(B)-R(0) 图2测量磁电阻效应装置图 通过理论计算和实验都证明了磁场较弱 测量交流弱磁场下磁电阻效应装置如图3 时,一般正常磁阻器件的△R/(0)正比于B2,所示·交流磁场用XJ161信号源产生,电压用 而强磁场中ARAR(0)则为B的一次函数 Y252双踪示波器测量 当半导体材料处于弱交流磁场中时, R(0)正比于B2,所以R也随时间周期变 化,进而引起R上分压的相应变化 不妨设电流恒定为10,令B=Boos, △R/(0)=AB2(其中k为常量),于是有 R(B)=R(0)+AR= R(0)+R(0)×AB 图3测量交流弱磁场下磁电阻效应装置图 R(0)+ R(OkB ocos ur= 4实验结果 R(O)+ R(O)KB & + R(O)kB co s2ar 4.1AR/R(0)曲线 V(B)=IoR(B)=Io R(O)+R(O)kB 3+ 通过调节励磁电流产生不同磁场,并调节 R满足特定条件(恒定电压或恒定电流),分别 IoR(OkB oco sar 读出1,U和B·以恒压电源供电(=0.4V) V(0)+ Cosar (1)磁阻器件A,B两端断路为例,磁阻△R/R(0) 由(1)式可知磁阻上的分压为B振荡频率两倍与磁感应强度关系的数据如表1所示 表1△RAR(0)与B的关系 的交流电压和一直流电压的叠加 1.091.07.os1.020.970.950.9089 3实验装置 o16253414651s8 367374|381392[412|421430|49 测量磁电阻效应装置如图2所示直流磁场 )0.00o,02o,040,070.120,15o,170.22 860.830.800.760.710.660,62 是用电磁铁产生的通过滑线变阻器调节励磁电_BmT98s85252|321406 流,从而改变磁感应强度·用量程为V的电压 /146548250052656606645 表测量磁阻电压,通过滑线变阻器R调节磁阻 ar/r(o)0.270.31l0.360.430.540.60.76 o1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.为 R (0) , Θ(0); 磁场为B 时电阻及电阻率分别 图 1 磁阻器件 为 R (B ) , Θ(B ) Ζ通常以电阻率的相对改变量 ∃ΘöΘ( 0 ) 表 示 磁 阻, ∃Θ= Θ(B ) - Θ(0) , 而 ∃R öR (0)∝ ∃ΘöΘ(0) , 其中 ∃R = R (B ) - R (0) Ζ 通过理论计算和实验都证明了磁场较弱 时, 一般正常磁阻器件的 ∃R öR (0) 正比于B 2 , 而强磁场中 ∃R öR (0) 则为B 的一次函数Ζ 当 半 导 体 材 料 处 于 弱 交 流 磁 场 中 时, ∃R öR (0) 正比于B 2 , 所以 R 也随时间周期变 化, 进而引起 R 上分压的相应变化Ζ 不妨设电流恒定为 I 0, 令 B = B 0co sΞt, ∃R öR (0) = kB 2 (其中 k 为常量) , 于是有 R (B ) = R (0) + ∃R = R (0) + R (0) × ∃R R (0) = R (0) + R (0) kB 2 0co s 2Ξt = R (0) + 1 2 R (0) kB 2 0 + 1 2 R (0) kB 2 0co s2Ξt V (B ) = I 0R (B ) = I 0 R (0) + 1 2 R (0) kB 2 0 + 1 2 I 0R (0) kB 2 0co s2Ξt = V (0) + V co s2Ξt (1) 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Ζ 3 实验装置 测量磁电阻效应装置如图2 所示Ζ直流磁场 是用电磁铁产生的, 通过滑线变阻器调节励磁电 流, 从而改变磁感应强度Ζ 用量程为 2V 的电压 表测量磁阻电压Ζ 通过滑线变阻器R 调节磁阻 的驱动电压或电流以达到恒压或恒流的目的Ζ值 得说明的是磁阻器件的A ,B 端可以断路也可以 短路, 电源可加恒压源或恒流源, 一共可得到四 组不同条件下的 ∃R öR (0) 曲线, 以下简称为恒 压断路、恒压短路、恒流断路、恒流短路Ζ 图 2 测量磁电阻效应装置图 测量交流弱磁场下磁电阻效应装置如图 3 所示Ζ 交流磁场用XJ 1631 信号源产生, 电压用 Y252 双踪示波器测量Ζ 图 3 测量交流弱磁场下磁电阻效应装置图 4 实验结果 411 ∃R öR (0) 曲线 通过调节励磁电流产生不同磁场, 并调节 R 满足特定条件(恒定电压或恒定电流) , 分别 读出 I,U 和B Ζ 以恒压电源供电(U = 014V ) , 磁阻器件A , B 两端断路为例, 磁阻 ∃R öR (0) 与磁感应强度关系的数据如表 1 所示Ζ 表 1 ∃R öR (0) 与B 的关系 IömA 1109 1107 1105 1102 0197 0195 0193 0189 B öm T 0 16 25 34 46 51 58 67 R ö8 367 374 381 392 412 421 430 449 ∃R öR (0) 0100 0102 0104 0107 0112 0115 0117 0122 IömA 0186 0183 0180 0176 0171 0166 0162 B öm T 79 98 125 185 252 327 406 R ö8 465 482 500 526 563 606 645 ∃R öR (0) 0127 0131 0136 0143 0154 0165 0176 物理实验 第 21 卷 第 10 期 74 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved