物理實(shí)驗(yàn)霍爾效應(yīng)的研究

核工程與核技術(shù)霍爾效應(yīng)是一種電磁效應(yīng)，物理學(xué)家霍爾于1879年發(fā)現(xiàn)了這一現(xiàn)象。當(dāng)電流B電勢差 =????BI=??×??×??，式中，??為元 2

=3、厄廷效應(yīng)U??：載流子向兩側(cè)偏轉(zhuǎn)，動能轉(zhuǎn)化為熱能，兩側(cè)溫度不一樣，造成方向上兩側(cè)的溫度差，電極和樣品就形成了熱電偶，產(chǎn)生了溫差電動勢，U??????且U??的正負(fù)和大小與IB4、能斯脫效應(yīng)U??：樣品電流在兩個電流電極產(chǎn)生不同的焦，引起溫差電動勢產(chǎn)生Q，yU??，U??∝????，U??的正負(fù)只與B5、里紀(jì)—勒效應(yīng)U??：能斯脫效應(yīng)中的熱電流，因?yàn)樵跓崃髦械妮d流子的遷移率不yU??????，U??的正負(fù)只與B6IB之時改變IB①當(dāng)（+B、+I）時，U1=U??+U??+U??+U??+②當(dāng)（+B、-I）時，U2=?U???U???U??+U??+③當(dāng)（-B、-I）時，U3=U???U??+U???U???④當(dāng)（-B、+I）時，U5=?U??+U???U???U???1(U?U+U?U)=

?U,只剩下效應(yīng)

霍爾電壓U??QS-HLINI-TUT8041、粗略觀測霍爾電壓U??與磁場強(qiáng)度B、電流I2、選定合適的弱電流和強(qiáng)電流，測量霍爾電壓U??與磁場強(qiáng)度B3、選定合適的弱磁場和強(qiáng)磁場，測量霍爾電壓U??與電流I4、分別在恒定電流和恒定磁場條件下，測量霍爾靈敏度K??5、定性半定量地觀測各種副效應(yīng)，計(jì)算出他們相對于霍爾電壓U??6、直接測量不等位電勢差U??，并且與霍爾電壓U??實(shí)驗(yàn)環(huán)境：溫度：16.1粗略現(xiàn)象：U??B(實(shí)驗(yàn)中測量實(shí)際為磁化電流I??)的增大而增大，BU??隨著電流I(實(shí)驗(yàn)中為I??70mV間變化。一、霍爾電壓與電流的關(guān)系：(1T=10000GS，BI?????，N1、弱電流，I??=1.50????orginU??=??1??+??1=18.7834±??1=?0.09142±??1=2、強(qiáng)電流，I??=

2：弱電流B-orginU??=??2??+??2=112.6334±??2=?0.05247±??2=3、弱磁場，B=

3：強(qiáng)電流B-4：弱磁場I-orginU??=??3I4：弱磁場I-??3=0.62988±??3=?0.01746±??3=4、強(qiáng)磁場，B=5：I-orginU??=??4I5：I-??4=6.18996±??4=?0.00565±??4=電流不變時，其非零原因可能是“能斯脫效應(yīng)”U??和“里紀(jì)─勒效應(yīng)”U??。U1U2(+-U3(-U4(--①I??=??=--②I??=??=--③I??=??=--④I??=??=--①

=??1+??3???2???4=4

+

=??1+??2???3???4=4②③

=??1+??3???2???4=4=??1+??3???2???4=4

++

=??1+??2???3???4=4=??1+??2???3???4=4④=

??1+??3???2???4=4

+

=??1+??2???3???4=4論上霍爾電壓也由正比關(guān)系擴(kuò)大6倍，存在?U=0.14mVU??=?UU??=0.1325????(2.34%)；同理可得固定強(qiáng)磁場時，U??UU??0.0525????(-0.09%)；固定弱電流時，U??=?UU??U??=0.5475????(5.89%)；固定強(qiáng)電流時U??=?UU???U??=1.4625????(2.62%)。可以看出U??的大致范圍在-0.0525~0.1325mV,數(shù)量級約為強(qiáng)電流，I??=9.00????orginU??=??5B+??5=113.9493±0.9061；??5=?0.46773±0.27876；??5=計(jì)算得

圖6：選定條件B- 圖7：選定條件IS-=k5=(12.66±0.10)V/(A·弱磁場，B=orginU??=??6I??+??6=0.65279±0.00042；??6=?0.02333±0.00263；??6=計(jì)算得

=k6=(12.55±0.24)V/(A·最終選擇K??=(12.550.24)V/(A·T)作為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，此組數(shù)據(jù)擬合更為良好，且二、直接測量不等位電勢差直接將????=0B=0orginU??=??7I??+??7=0.04341±??7=?0.00917±0.00360；??7=U??與I??成正比，其斜率??7為X軸方向上，電AB

8：不等位電勢差—電流擬合1、測量得到的霍爾元件靈敏度K??=(12.55±0.24