霍尔效应及其应用
一、实验目的：
1. 了解产生霍尔效应的物理过程
2. 求霍尔元件的霍尔系数
H
R、灵敏度
H
K、载流子浓度n、电导率σ及迁移率u
二、实验仪器：LH-A型霍尔效应实验仪器一台、HF-CF型测试仪一台、导线若干.
三、实验原理
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛伦磁力的作用引起的偏转。

电子受到洛伦磁力为：()
m
f e v B
=-⨯
电子发生偏转产生霍尔电压：
H H
V E b
=
电子在霍尔电场
H
E中受到一个静电场力：H
e
f eE
=-
随着电荷的增加，电场不断增强，直到
e m
f f
=-达到平衡：
所以霍尔电压：
H
V vBb
=
设半导体薄片中电子浓度为n，则有：
S
I nevbd
=
所以霍尔电压为：
1
1H
H H
R
R K
s H
ne d
H S H S
I B R
V I B K I B
ne d d
==
=−−−→=−−−−→=
1
H
R
ne
=称为霍尔系数，它取决于材料的性质，是反映材料霍尔效应的重要参数。

1
H
K
ned
=称为霍尔灵敏度，它取决于材料性质和几何尺寸.
四、实验内容
1.将
H
V、V
σ
开关投向
H
V侧，保持励磁电流0.6
M
I A
=不变，调节霍尔电流
1.001.50,,4.00
S
I mA
= ,，并依次改变励磁电流
M
I和霍尔电流
S
I的方向，将霍尔电压记录在表中。

H
H
V
evB eE e
b
==
2. 将H 、开关投向侧，在零磁场下，取=2mA ，在正向和反向时，测量σ
σV 的绝对值平均值为σ= mV
3.求H R 、n 、σ和μ
已知霍尔元件厚：0.5d mm =；宽：4b mm =；长：3l mm = ，磁感应强度B 仪标在仪器中。

0.6B B =⨯仪(110T KGs =) (1)求霍尔系数H R
计算/()H H S R d V I B =⨯⨯填入表中，并求平均值1327
7
/H H H H R R R m C R +++==
(2)求灵敏度H K
计算霍尔元件灵敏度2/H H R K d
m C ==
(3)求载流子浓度n 由e
R n H 1=
得3
n m -= (4)求电导率σ 由bd
V l I S σσ=
得11
m σ--= Ω⋅ (5)求迁移率μ
由H R μσ=得2
11
m V s μ--=。