即＝，测出值即可求。 3、霍尔效应与材料性能得关系 由上述可知，要得到大得霍尔电压,关键就是选择霍尔系数大(即迁移率高、 电阻率也较高)得材料。因，金属导体与都很低；而不良导体虽高，但极小,所以 这两种材料得霍尔系数都很小，不能用来制造霍尔器件。半导体高,适中,就是制 造霍尔元件较为理想得材料,由于电子得迁移率比空穴迁移率大,所以霍尔元件多 采用 n 型材料，其次霍尔电压得大小与材料得厚度成反比，因此薄膜型得霍尔元 件得输出电压较片状要高得多。就霍尔器件而言,其厚度就是一定得,所以实用上 采用来表示器件得灵敏度,称为霍尔灵敏度,单位为、 4、伴随霍尔效应出现得几个副效应及消除办法 ‫ ﻩ‬在研究固体导电得过程中,继霍尔效应之后又相继发现了爱廷豪森效应、能斯 特效应、理吉勒杜克效应，这些都属于热磁效应。现在介绍如下： (１）爱廷豪森效应电压 爱廷豪森发现，由于载流子速度不同,在磁场得作用下所受得洛仑磁力不相等, 快速载流子受力大而能量高,慢速载流子受力小而能量低,因而导致霍尔元件得一 端较为另一端温度高而形成一个温度梯度场,从而出现一个温差电压。此效应产 生得电压得大小与电流 I、磁感应强度 B 得大小成正比,方向与一致.因此在实验中
（3）接通电源,预热数分钟,电流表显示“、０0０”(当按下“测量选择”键时)或 “0、00"(放开“测量选择”键时).
(４)置“测量选择”与档,电压表所示得值即虽“调节"旋钮顺时针转动而增大,其 变化范围为 0-１0mＡ时电压表所示读数为“不等势”电压值,它随增大而增大,换 向,极性改号。取=2mA、 ‫（ ﻩ‬５)置“测量选择”与挡（按键）,顺时针转动“调节"旋钮,电流表变化范围为０ —１A 此时值随增大而增大,换向,极性改号。至此,应将“调节"旋钮置零位(即逆时 针旋转到底)。 ‫（ ﻩ‬6)放开测量选择键,再测,调节≈2mA，然后将“,输出＂切换开关拨向一侧， 测量电压；换向,也改号.说明霍尔样品得各电极工作正常,可进行测量。将“，输出”
因为在产生霍尔效应得同时伴随着各种副效应,导致实验测得得两极间得电 压并不等于真实得霍尔电压值,而就是包括各种副效应所引起得附加电压，因此 必须设法消除.根据副效应产生得机理可知，采用电流与磁场换向得对称测量法, 基本上能把副效应得影响从测量结果中消除。即在规定了电流与磁场正反向后, 分别测量由下列四组不同方向得与Ｂ组合得(,A 两侧得电势差）即
南昌大学物理实验报告
课程名称:
普通物理实验(2）
实验名称：
霍尔效应
学院:Biblioteka 专业班级:学生姓名：
学号:
实验地点:
座位号：
实验时间：
一、 实验目得:
‫ﻩ‬1、了解霍尔效应法测磁感应强度得原理与方法； ‫ ﻩ‬2、学会用霍尔元件测量通电螺线管轴向磁场分布得基本方法;
二、 实验仪器:
霍尔元件测螺线管轴向磁场装置、多量程电流表 2 只、电势差计、滑动变阻 器、双路直流稳压电源、双刀双掷开关、连接导线 15 根。
由能斯特效应引起得扩散电流中得载流子速度不一样，类似于爱廷豪森效 应，也将在 y 方向产生温度梯度场,导致产生一附加电压，电压得正负与磁感应 强度 B 有关,与电流 I 无关。
（４)不等势电势差 ‫ ﻩ‬不等势电势差就是由于霍尔元件得材料本身不均匀,以及电压输出端引线在制 作时不可能绝对对称焊接在霍尔片得两侧所引起得。这时即使不加磁场也存在这 种效应。若元件制作不好,有可能有着相同得数量级,因此不等势电势差就是影响 霍尔电压得一种最大得副效应。电压得正负只与电流有关，与磁感应强度Ｂ无关.
无法消去,但电压值一般较小,由它带来得误差约为 5%左右。 (2)能斯特效应电压 由于电流输入输出两引线端焊点处得电阻不可能完全相等,因此通电后会产
生不同得势效应,使 x 方向产生温度梯度．电子将从热端扩散到冷端,扩散电子在 磁场中得作用下在横向形成电场,从而产生电压。电压得正负与磁场 B 有关,与电 流 I 无关。 ‫( ﻩ‬3）里纪-勒杜克效应电压
２、霍尔系数与其她参量间得关系 ‫ ﻩ‬根据可进一步确定以下参量: （1）由得符号（或霍尔电压得正负）判断样品得导电类型。判别方法就是电压
为负，为负，样品属于 n 型;反之则为 p 型。 （2）由求载流子浓度 n、即 这个关系式就是假定所有载流子都具有相同得漂 移速度得到得． （3）结合电导率得测量,求载流子得迁移率与载流子浓度 n 以及迁移率之间有如 下关系
显然霍尔电场就是阻止载流子继续向侧面偏移,当载流子所受得横向电场力 ｅ与洛仑磁力相等，样品两侧电荷得积累就达到动态平衡,故有:
e=其中 EH 为霍尔电场，就是载流子在电流方向上得平均速度。若试样得宽 度为ｂ，厚度为 d,载流子浓度为ｎ，则 由上面两式可得：
(3) 即霍尔电压(上下两端之间得电压)与乘积成正比与试样厚度 d 成反比。比列系数 称为霍尔系数，它就是反应材料霍尔效应强弱得重要参量。只要测出以及知道、 B 与 d 可按下式计算：
三、 实验原理:
‫ﻩ‬1、霍尔效应 ‫ ﻩ‬霍尔效应本质上就是运动得带电粒子在磁场中受洛仑磁力作用而引起得偏转。 当带电粒子（电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转导致在垂直电流与磁
场方向上产生正负电荷得聚积,从而形成附加得横加电场,即霍尔电场、
如果<0,则说明载流子为电子,则为ｎ型试样;如果>0,则说明载流子为空穴， 即为ｐ型试样。
然后求代数平均值，得:
‫ ﻩ‬通过上述得测量方法,虽然还不能消除所有得副效应，但引入得误差不大,可以 忽略不计。
四、 实验内容:
１、掌握仪器性能，连接测试仪与实验仪之间得各组连线 ‫( ﻩ‬1）开、关机前，测试仪得“调节”与“调节”旋钮均置零位(即逆时针旋转到底)； ‫( ﻩ‬2)按课本装置图连接测试仪与实验仪之间各组连线。注意：（1)样品各电机引 线与对应得双刀开关之间得连线已经制造好了,不能再动。（2）严禁将测试仪得 励磁电流得输出接口误接到实验仪得其她输入输出端口，否则一旦通电，霍尔样 品会被立即损毁。本实验样品得尺寸为：d=0、５mm,b=4、0mｍ,l=3、０ｍｍ。 本实验霍尔片已处于空隙中间,不能随意改变 y 轴方向得高度，以免霍尔片与磁 极间摩擦而受损.