專業(yè)：應(yīng)用物理題目：霍爾效應(yīng)［實驗?zāi)康模荩?） 學(xué)習(xí)霍爾效應(yīng)原理和霍爾效應(yīng)實驗中的付效應(yīng)及其消除辦法。（2） 了解半導(dǎo)體的導(dǎo)電特性，學(xué)習(xí)確定半導(dǎo)體試樣的導(dǎo)電類型、載流子濃度以及遷移率。［實驗儀器］QS-H型霍爾效應(yīng)實驗組合儀，半導(dǎo)體（硅）樣品，導(dǎo)線等。［實驗原理］1.霍爾效應(yīng)通電導(dǎo)體中載流子受由于外加磁場作用受到與電流和磁場方向垂直的洛倫茲力，在導(dǎo)體兩側(cè)聚集形成霍爾電壓，并產(chǎn)生一個阻礙載流子繼續(xù)聚集的電場，當(dāng)該電場力與洛倫茲力平衡時，樣品兩側(cè)電荷積累達到動態(tài)平衡。主要公式及參數(shù)電場力與洛倫茲力平衡qE=舌）霍爾電壓表示為霍爾系數(shù)，反映材料霍爾效應(yīng)強弱的重要參數(shù)霍爾靈敏度nqd半導(dǎo)體材料參數(shù)半導(dǎo)體材料有N型（電子型）和P型（空穴型）兩種，前者的多數(shù)載流子為電子（帶負電），后者的多數(shù)載流子為空穴（相當(dāng)于帶正電的粒子）。在上圖所示的實驗條件下，若測得A點電勢高于A’點電勢則樣品為N型半導(dǎo)體；反之為P型半導(dǎo)體。載流子濃度電導(dǎo)率，P為樣品的電阻率，L為A、C電極間的距離，S=b-d為樣品的橫截面積，七為通過樣品的電流，匕°為在零磁場下A、C間的電壓八一仝一仝P七匕加載流子遷移率//=—=Rhnq3.霍爾效應(yīng)中的副效應(yīng)霍爾效應(yīng)中的副效應(yīng)成因公式或符號表示相關(guān)量不等位電勢引起的副效應(yīng)制造工藝不足使得兩級無法成為絕對的等勢面EsRIS熱磁副效應(yīng)埃廷彖斯效應(yīng)速度較大載流子發(fā)生偏移產(chǎn)生溫差電動勢VEI/B能斯特效應(yīng)霍爾樣品的電流兩端電極與基底接觸電阻不同，將產(chǎn)生不同的焦耳熱并造成溫度梯度。VNB、熱流里吉■勒迪克效應(yīng)能斯特效應(yīng)沿著溫度梯度擴散的載流子受磁場作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而速度不同的載流子使得半導(dǎo)體兩側(cè)產(chǎn)生附加溫差VRB、熱流消除副作用方法:改變L、"向，并測量下列四組不同組合的兩電極間電位差并取平均值+B, + I Vi=Vy+V°+Ve+Vn+Vr+B, — I Vw=—Vh—VlVe+V、+Vr—B, — I V：j=Vy—V°+Ve—Vn—Vr—B, + I 幻=—Vh+Vo—%—Vs—Vr貝L：（K—匕十*_匕）二匕+七一般VH?VE，上式可寫為七=:化一^+幺一匕）［實驗步驟］保持磁場（即勵磁電流IM）大小不變，改變霍耳電流IS的大小，測繪霍耳電壓與電流關(guān)系VH—IS曲線。取IM=0.45A，電壓測量開關(guān)選擇VH，分別改變IS和IM換向開關(guān)方向，記錄測量數(shù)據(jù)。保持樣品電流IS不變（IS=4.0mA），改變勵磁電流IM的大小，測量霍耳電壓與磁場的關(guān)系VH—IM曲線。電壓測量開關(guān)選擇VH，分別改變IS和IM換向開關(guān)方向，記錄測量數(shù)據(jù)。根據(jù)以上VH—IS和VH—IM曲線驗證在磁場不太強時，霍耳電壓與電流和磁場的關(guān)系式。半導(dǎo)體樣品所處電磁鐵間隙的磁場B=aIM，其中a值由實驗室給出。作圖并計算RH，并計算得到實驗樣品的載流子濃度n。根據(jù)測量電路中的電流、磁場、霍爾電壓的接線方向及測量數(shù)據(jù)的正、負，判斷本樣品的導(dǎo)電類型。在零磁場（IM=0）下，取IS=0.1mA，電壓表開關(guān)合向Vs測AC間電壓，計算該樣品的電導(dǎo)率S和遷移率R。觀察不等勢電位差的影響：不加磁場，逐漸增加霍爾電流Is，并改變電流的方向，觀察電壓的變化。數(shù)據(jù)處理載流子濃度測量霍爾電壓隨霍爾電流變化關(guān)系勵磁電流、=0.45A測量次數(shù)12345678910I/mA0.501.001.502.002.503.003.504.004.505.00U{+1，+B）/mV9.619.228.938.347.957.567.176.686.295.8U2（-1，+B）/mV-9.6-19.2-28.9-38.3-47.9-57.5-67.1-76.6-86.2-95.8

U3（-1U3（-1，-B）mV9.719.429.238.848.458.167.777.487.196.7U1（+1，-B）/mV-9.7-19.4-29.2-38.8-48.4-58.1-67.7-77.4-87.1-96.7UH/mV9.6519.3029.0538.5548.1557.8067.4077.0086.6596.25霍爾電壓隨霍爾屯流變化曲線y=a*b-'lcBWeighlMn 凹inlercEpt件ia.25S7MOOS2Sumofsqu-resD03124Pearsonsr1R-5quar0i；COD）1AdjR-Square1UH=19.26。,（R2=1）霍爾電壓隨勵磁電流變化關(guān)系樣品電流/廣4.00mA測量次數(shù)12345678910I/mA50100150200250300350400450500U］（+1，+B）/mV8.317.125.434.342.551.259.668.176.485.1U2（-1，+B）/mV-8.3-17.1-25.4-34.3-42.5-51.2-59.6-68.1-76.4-85.1U3（-1，-B）/mV9.417.726.534.943.551.960.668.977.385.9U（+1，-B）/mV-9.4-17.7-26.5-34.9-43.5-51.9-60.6-68.9-77.3-85.9UH/mV8.8517.4025.9534.6043.0051.5560.1068.5076.8585.50200IM/mAUh=0.1714Im,(R2=0.99998)其中磁鐵間隙的磁場B=a七，電磁鐵線圈常數(shù)a=247.7(mT/A)，霍爾元件厚度其中磁鐵間隙的磁場根據(jù)兩個曲線測得七分別為U-1:R=4.492x10-2m3/C":"49"10-2m3/C取二者平均值Rh=4.495x10-2m3/C1一…_

n= =1.388x1020m-3載流子濃度 RHq載流子遷移率測量霍爾樣品A、C間電壓：Ua(或U)38.2mV載流子類型：N型載流子遷移率計算電導(dǎo)率?！?=10.068s/mVCbd載流子遷移率^-\^h§=0.4526m2/Vs分析與討論該實驗未能消除埃廷豪斯效應(yīng)帶來的誤差匕，Ve一般能引進約5%的誤差，影響較小，若想消除該誤