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实验名称:利用霍耳效应测磁场
实验目的:大部分组成。
实验组合仪如下图所示。
1. 电磁铁
规格为,磁铁线包的引线有星标者为头(见实验仪上图示),线包绕向为顺时针(操作者面对实验仪),根据线包绕向及励磁电流流向,可确定磁感应强度B的方向,而B的大小与的关系由生产厂家给定并表明在线包上。
2. 长直螺线管
长度,单位长度的线圈匝数N(匝/米)标注在实验仪上。
3. 样品和样品架
样品材料为N型半导体硅单晶片,样品的几何尺寸如下图所示.
样品共有三对电极,其中A,或C,用于测量霍尔电压,A,C或,用于测量电导;D,E为样品工作电流电极。各电极与双刀转接开关的接线见实验仪上图示说明。
样品架具有X,Y调节功能及读数装置,样品放置的方位(操作者面对实验仪)如下图所示。
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4. 和换向开关和测量选择开关
测试仪如下图所示。
(1)两组恒流源
“输出”为0~10mA样品工作电流源,“输出”为0~1A励磁电流源。两组电流彼此独立,两路输出电流大小通过调节旋钮及调节旋钮进行调节,二者均连续可调。其值可通过“测量选择”按键由同一数字电流表进行测量,按键测,放键测。
(2)直流数字电压表
和通过切换开关由同一数字电压表进行测量,电压表零位可通过调零电位器进行调整。当显示器的数字前出现“-”号时,表示被测电压极性为负值。
实验内容和步骤:
1. 测量试样的和曲线及确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
a.将实验仪的“输出”双刀开关倒向,测试仪的“功能切换”置,保持值不变(取=),测绘曲线,记入附表一中;
b.保持值不变(取=),测绘曲线,记入附表二中;
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c. 再将“输出“倒向,“功能切换”置。在零磁场下(=0),取=,测量(即)。注意:,以免过大,毫伏表超量程(此时首位数码显示1,后3位数码熄灭)。
c.确定样品的导电类型,并求,n, 和。
(i)
式中单位:为V;为A;d为cm;B为kGs(),为霍尔系数,。
要求:由曲线的斜率求出霍尔系数,由曲线的斜率求出,然后 求其平均值。
(ii)
(iii)
式中单位:为V;为A;为cm;S为。则的单位为。
(iv)
,用以上单位。
2. 测量螺线管轴线上磁场的分布
操作者要使霍尔探头从螺线管的右端移至左端,以便调节顺手,应先调节旋钮,使调节支架的测距尺读数从,再调节旋