大学物理实验报告系列之霍尔效应-大物霍尔效应实验报告Word版

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大学物理实验报告系列之霍尔效应-大物霍尔效应实验报告

【实验名称】霍尔效应之答禄夫天创作【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对资料要求的知识。

2．学习用“对称丈量法”消除付效应的影响，丈量试样的VH—IS；和VH—IM曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】霍尔效应实验仪【实验原理】霍尔效应从实质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体资料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上发生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

对于图1（a）所示的N型半导体试样，若在X方向通以电流1s，在Z方向加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力FB = e v B （1）则在Y方向即试样A、A 电极两侧就开始聚积异号电荷而发生相应的附加电场一霍尔电场。

电场的指向取决于试样的导电类型。

对N型试样，霍尔电场逆Y方向，P型试样则沿Y方向，有：Is (X)、 B (Z) EH (Y) <0 (N型)EH (Y) >0 (P型)显然，该电场是阻止载流子继续向正面偏移，当载流子所受的横向电场力HeE与洛仑兹力eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有H eE = B v e （2）其中H E 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则bd v ne Is = （3）由（2）、（3）两式可得dB I R d BI ne b E V S H S H H ===1 （4）即霍尔电压H V （A 、A ' 电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样厚度成反比。

比例系数neR H 1=称为霍尔系数，它是反映资料霍尔效应强弱的重要参数， 810⨯=IsBdV R H H1、由RH 的符号(或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型判断的方法是按图一所示的Is 和B 的方向，若测得的VH = VAA’触f <0，(即点A 的电位低于点A′的电位) 则RH 为负，样品属N 型，反之则为P 型。

大学物理实验报告霍尔效应

大学物理实验报告霍尔效应一、实验目的1、了解霍尔效应的原理。

2、掌握用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪器，测量霍尔电压和励磁电流，并计算霍尔系数和载流子浓度。

二、实验原理1、霍尔效应置于磁场中的载流导体，如果电流方向与磁场方向垂直，则在垂直于电流和磁场的方向会产生一横向电势差，这种现象称为霍尔效应。

设导体中的载流子为电子，它们以平均速度 v 沿 x 方向定向运动。

在磁场 B 作用下，电子受到洛伦兹力 F ＝ e v × B，其中 e 为电子电荷量。

洛伦兹力使电子向导体一侧偏转，从而在导体两侧产生电荷积累，形成横向电场 E。

当电场力与洛伦兹力达到平衡时，有 e E ＝ e v B，即 E ＝ v B。

此时产生的横向电势差称为霍尔电压 UH ，UH ＝ E b ，其中 b 为导体在磁场方向的宽度。

2、霍尔系数霍尔电压 UH 与电流 I 和磁场 B 以及导体的厚度 d 有关，其关系式为 UH ＝ R H I B ／ d ，其中 R H 称为霍尔系数。

对于一种材料，R H 是一个常数，它反映了材料的霍尔效应的强弱。

3、载流子浓度由 R H 的表达式，可推导出载流子浓度 n ＝ 1 ／（R H e) 。

三、实验仪器霍尔效应实验仪，包括霍尔样品、电磁铁、励磁电源、测量电源、数字电压表等。

四、实验内容与步骤1、连接实验仪器按照实验仪器说明书，将霍尔样品、电磁铁、励磁电源、测量电源和数字电压表正确连接。

2、测量霍尔电压（1）保持励磁电流 IM 不变，改变测量电流 IS 的大小和方向，测量对应的霍尔电压 UH 。

（2）保持测量电流 IS 不变，改变励磁电流 IM 的大小和方向，测量对应的霍尔电压 UH 。

3、绘制曲线根据测量数据，分别绘制 UH IS 和 UH IM 曲线。

4、计算霍尔系数和载流子浓度根据曲线的斜率，计算霍尔系数 R H ，进而计算载流子浓度 n 。

五、实验数据记录与处理1、实验数据记录表格｜ IM （A) ｜ IS （mA) ｜ UH1 （mV) ｜ UH2 （mV) ｜ UH3 （mV) ｜ UH4 （mV) ｜ UH （mV) ｜｜｜｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 10 ｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 20 ｜｜｜｜｜｜｜ 05 ｜ 30 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 10 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 20 ｜｜｜｜｜｜｜ 10 ｜ 30 ｜｜｜｜｜｜（注：UH1、UH2、UH3、UH4 分别为在不同测量条件下得到的霍尔电压值，UH 为其平均值。

大学物理实验报告系列之霍尔效应-大物霍尔效应实验报告

【真验称呼】霍我效力之阳早格格创做【真验手段】1．相识霍我效力真验本理以及有闭霍我器件对付资料央供的知识.2．教习用“对付称丈量法”与消付效力的效率，丈量试样的VH—IS；战VH—IM直线.3．决定试样的导电典型、载流子浓度以及迁移率.【真验仪器】霍我效力真验仪【真验本理】霍我效力从真量上道是疏通的戴电粒子正在磁场中受洛仑兹力效率而引起的偏偏转.当戴电粒子(电子或者空穴)被拘束正在固体资料中，那种偏偏转便引导正在笔直电流战磁场的目标上爆收正背电荷的散积，进而产死附加的横背电场，即霍我电场.对付于图1（a）所示的N型半导体试样，若正在X目标通以电流1s，正在Z目标加磁场B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力FB = e v B （1）则正在Y目标即试样A、A 电极二侧便启初散积同号电荷而爆收相映的附加电场一霍我电场.电场的指背与决于试样的导电典型.对付N型试样，霍我电场顺Y目标，P型试样则沿Y目标，有：Is (X)、B (Z) EH (Y) <0 (N型)EH (Y) >0 (P型)隐然，该电场是遏行载流子继承背正里偏偏移，当载流子所受的横背电场力H eE 与洛仑兹力eVB 相等时，样品二侧电荷的散集便达到仄稳，故有H eE = B v e （2）其中HE 为霍我电场，v 是载流子正在电流目标上的仄稳漂移速度.设试样的宽为b ，薄度为d ，载流子浓度为n ，则bd v ne Is = （3）由（2）、（3）二式可得dB I R d BI ne b E V S H S H H ===1 （4）即霍我电压HV （A 、A ' 电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样薄度成反比.比率系数neR H 1= 称为霍我系数，它是反映资料霍我效力强强的要害参数，810⨯=IsBdV R HH1、由RH 的标记(或者霍我电压的正、背)推断样品的导电典型推断的要领是按图一所示的Is 战B 的目标，若测得的VH = V AA’触f <0，(即面A 的电位矮于面A′的电位) 则RH 为背，样品属N 型，反之则为P 型. 2、由RH 供载流子浓度n 即eR n H 1=.该当指出，那个闭系式是假定所有的载流子皆具备相共的漂移速度得到的，庄重一面，思量载流子的速度统计分散，需引进83π的建正果子（可参阅黄昆、开希德著《半导体物理教》）.3、分离电导率的丈量，供载流子的迁移率. 电导率与载流子浓度n 以及迁移率之间犹如下闭系：μσne = （6）即σμHR=，通过真验测出值即可供出 .根据上述可知，要得到大的霍我电压，闭键是要采用霍我系数大（即迁移率下、电阻率亦较下）的资料.果μρ=HR，便金属导体而行，战均很矮，而没有良导体虽下，但是μ极小，nedK H 1=（7）去表示器件的敏捷度，HK 称为霍我敏捷度【真验真量】1、测画HV -Is 直线.将真验仪的“HV 、σV ”切换启闭投背HV 侧，尝试仪的“功能切换”置HV .脆持MI 值没有变（与MI =0.6A ）,测画HV -Is 直线，2、测画HV -MI 直线.真验仪及尝试仪各启闭位子共上.脆持Is 值没有变（Is=3.00mA ）,测画HV -MI 直线，3、丈量σV 值将“HV 、σV ”切换启闭投背σV 侧，尝试仪的“功能切换”置σV .正在整磁场下，与SI =2.00mA ，丈量σV .注意：Is 与值没有要过大，免得σV 太大，毫伏表超量程（此时尾数码隐现为1，后三位数码燃烧）.4、决定样品的导电典型将真验仪三组单刀启闭均投进与圆，即Is 沿X 目标，B 沿Z 目标，毫伏表丈量电压为V AA ，.与Is=2mA ，IM = 0.6A ，丈量VH 大小及极性，推断样品导电典型.5、供样品的RH 、n 、σ战μ值. 【数据表格与数据记录】)mv )m v 由公式c cm B I d V R S H H /0549.01036401105.004.0103848=⨯⨯⨯⨯=⨯=-由公式1719108.8106.10549.011--⨯=⨯⨯==e R n H 由公式63.143105.051.167233=⨯⨯⨯⨯==-S V l I S σσ西门子/米由公式89.763.1430549.0=⨯==σμH R 【小结与计划】(1)相识了霍我效力真验本理以及有闭霍我器件拾资料的央供的知识，相识到一些物理量比圆道霍我系数，迁移率，电导率霍我敏捷度等(2)怎么样判别霍我元件的载流子典型？计划相识电流目标一定，载流子的受力目标便一定，载流子会正在受力目标散集，而后瞅测其正背.2、若霍我片的法线与磁场目标战磁场纷歧致，对付丈量截行有何效率？磁场惟有部分分量有效率，也便是本量磁场小于通电电流应爆收的磁场.。

大学物理实验霍尔效应报告模版_

大学物理实验霍尔效应报告模版1. 实验目的本实验旨在探究实验样本受到垂直于电流方向的外磁场时所产生的霍尔电势和霍尔电流，并且通过测量相关参数，例如霍尔电势与电流强度、磁感应强度大小之间的关系，以及确定样品中载流子的类型和浓度等。

2. 实验原理霍尔效应是由美国物理学家爱德华·霍尔（Edwin Hall）于1879年发现的物理现象，是电学和磁学相互作用的重要表现形式之一。

当一个导体中有一定电流流过时，在垂直于电流方向的外加磁场的作用下会出现横向电场E y，这个电场就称为霍尔电场，同时在横向电场中，电荷载流子在y方向上会受到洛伦兹力，导致电荷在y方向上堆积，从而导致样品两侧电势差V H的发生。

通过测量霍尔电势V H与电流强度I、磁场强度B之间的关系，可以计算出电子运动的轨迹和载流子的浓度。

具体来说，样品在垂直于平面内加上磁场时，电荷载流子在y方向受到的洛伦兹力为：F=qE y=qV H d其中，d为样品厚度。

由于电荷载流子受到的力为库仑力与洛伦兹力的合力，因此加上外磁场后会呈现弯曲的轨迹。

根据基本电学知识和洛伦兹力公式，可以得到样品中的自由电荷载流子的移动速度v D与电场E y、磁场B以及载流子的荷质比q/m有关：$$ v_D=\\mu_{Hall}E_y=\\frac{\\mu_{Hall}V_H B}{d} $$其中$\\mu_{Hall}$为霍尔系数。

因此，当固定电流强度I和磁感应强度B时，霍尔电势V H与电荷载流子浓度n的关系如下：$$ V_H=\\frac{IB}{node} $$其中，e为电子电荷，n为电荷载流子浓度。

对上式进行一定调整，可以得到样品中的电荷载流子浓度n：$$ n=\\frac{IB}{edV_H} $$另外，根据电学基本定理，可以得到电阻率$\\rho$与样品尺寸和电学参数的关系：$$ \\rho=\\frac{VB}{Id} $$其中，V为样品两端的电压，d为样品的宽度，I为通电电流。

大学物理实验报告霍尔效应

大学物理实验报告霍尔效应一、实验目的1、了解霍尔效应的基本原理。

2、掌握用霍尔效应法测量磁场的原理和方法。

3、学会使用霍尔效应实验仪测量霍尔电压、电流等物理量。

二、实验原理1、霍尔效应将一块半导体薄片置于磁场中（磁场方向垂直于薄片平面），当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上会产生一个横向电场，这种现象称为霍尔效应。

2、霍尔电压产生的横向电场导致薄片两侧出现电势差，这个电势差称为霍尔电压＄U_H$ 。

霍尔电压的大小与通过薄片的电流＄I$、磁场的磁感应强度＄B$ 以及薄片的厚度＄d$ 等因素有关，其关系式为：＄U_H ＝＼frac{R_H IB}｛d}＄其中，＄R_H$ 称为霍尔系数，它与半导体材料的性质有关。

3、磁场的测量若已知霍尔系数＄R_H$ 、通过的电流＄I$ 以及霍尔电压＄U_H$ ，则可以计算出磁感应强度＄B$ ：＄B ＝＼frac{d U_H}｛R_H I}＄三、实验仪器霍尔效应实验仪、直流电源、毫安表、伏特表、特斯拉计等。

四、实验内容与步骤1、仪器连接将霍尔效应实验仪的各部分按照说明书正确连接，确保线路接触良好。

2、调节参数（1）调节励磁电流，使磁场达到一定强度。

（2）调节工作电流，使其在合适的范围内。

3、测量霍尔电压（1）保持励磁电流不变，改变工作电流，测量不同工作电流下的霍尔电压。

（2）保持工作电流不变，改变励磁电流，测量不同励磁电流下的霍尔电压。

4、数据记录将测量得到的电流、霍尔电压等数据准确记录在表格中。

五、实验数据记录与处理1、数据记录表格｜工作电流 I （mA) ｜励磁电流 IM （A) ｜霍尔电压 UH （mV) ｜｜｜｜｜｜ 100 ｜ 050 ｜ 250 ｜｜ 150 ｜ 050 ｜ 375 ｜｜ 200 ｜ 050 ｜ 500 ｜｜ 250 ｜ 050 ｜ 625 ｜｜ 100 ｜ 100 ｜ 500 ｜｜ 100 ｜ 150 ｜ 750 ｜｜ 100 ｜ 200 ｜ 1000 ｜2、数据处理（1）根据实验数据，绘制霍尔电压＄U_H$ 与工作电流＄I$ 的关系曲线，分析其线性关系。

大物霍尔效应实验报告（共8篇）

大物霍尔效应实验报告(共8篇)大学物理实验报告系列之霍尔效应大学物理实验报告)篇二：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的VH?Is，VH?IM曲线了解霍尔电势差VH与霍尔元件控制（工作）电流Is、励磁电流IM之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二．实验原理：1、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。

当带电粒子（电子或空穴）被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷在不同侧的聚积，从而形成附加的横向电场。

如右图（1）所示，磁场B位于Z的正向，与之垂直的半导体薄片上沿X正向通以电流Is（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（N型半导体材料），它沿着与电流Is相反的X负向运动。

由于洛伦兹力fL的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y 轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。

与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fE的作用。

随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时，fL=-fE，则电子积累便达到动态平衡。

这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场EH，相应的电势差称为霍尔电压VH。

设电子按均一速度向图示的X负方向运动，在磁场B作用下，所受洛伦兹力为fL=-eB式中e为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。

大物实验报告霍尔效应

大物实验报告霍尔效应
《大物实验报告：霍尔效应》
霍尔效应是指在导体中有电流通过时，垂直于电流方向的磁场会产生电势差，这种现象被称为霍尔效应。

霍尔效应的发现和研究对于理解电磁现象和应用于各种电子设备中具有重要意义。

在本次实验中，我们将探究霍尔效应的基本原理和应用。

实验步骤：
1. 准备实验装置：实验装置包括导体样品、电源、磁场源和电压测量仪器。

2. 施加电流：将电流通过导体样品，观察电压测量仪器的读数。

3. 施加磁场：在导体样品周围施加磁场，再次观察电压测量仪器的读数。

4. 记录数据：记录不同电流和磁场下的电压测量值。

实验结果：
通过实验数据的记录和分析，我们发现在施加磁场后，电压测量仪器的读数发生了变化。

这表明在导体中有电流通过时，垂直于电流方向的磁场会产生电势差，即霍尔效应的存在。

实验结果与霍尔效应的基本原理相符合。

实验结论：
霍尔效应是一种重要的电磁现象，它在各种电子设备中具有广泛的应用。

例如在传感器中，霍尔效应可以用来测量磁场强度；在电子仪器中，霍尔效应可以用来控制电流和电压。

因此，对霍尔效应的研究和应用具有重要的意义。

总结：
通过本次实验，我们深入了解了霍尔效应的基本原理和应用。

霍尔效应的发现和研究对于电磁现象的理解和电子设备的应用具有重要意义。

我们将继续深入
研究霍尔效应，并探索其在各种领域的应用潜力。

大学霍尔效应实验报告

实验名称：霍尔效应实验实验日期： 2023年11月1日实验地点：物理实验室实验者： [姓名]指导教师： [教师姓名]一、实验目的1. 理解霍尔效应的基本原理和现象。

2. 掌握霍尔效应实验的原理和方法。

3. 通过实验测量霍尔元件的霍尔电压与霍尔元件工作电流、励磁电流之间的关系。

4. 学习利用霍尔效应测量磁感应强度及磁场分布。

5. 判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

二、实验原理霍尔效应是指当电流垂直于磁场通过导体时，在导体的垂直方向上产生电动势的现象。

这一现象是由美国物理学家霍尔在1879年发现的。

根据霍尔效应，当载流子在磁场中受到洛伦兹力的作用时，会发生偏转，从而在垂直于电流和磁场的方向上产生电动势。

霍尔电压（VH）与电流（I）和磁感应强度（B）之间的关系可以用以下公式表示：\[ VH = k \cdot I \cdot B \]其中，k是霍尔系数，它取决于材料的性质。

三、实验仪器1. 霍尔效应实验仪2. 电流表3. 电压表4. 励磁电源5. 磁场发生器6. 样品支架四、实验内容及步骤1. 仪器调整：按照实验仪器的说明书进行仪器调整，确保霍尔元件位于磁场中间，并且连接好所有电路。

2. 测量霍尔电压：闭合开关，调节励磁电源，使磁场达到预定的强度。

然后调节霍尔元件的工作电流，记录不同电流下的霍尔电压。

3. 测量霍尔电压与电流的关系：在不同的励磁电流下，重复步骤2，记录不同电流下的霍尔电压。

4. 测量霍尔电压与励磁电流的关系：在不同的工作电流下，改变励磁电流，记录不同励磁电流下的霍尔电压。

5. 数据处理：根据实验数据，绘制霍尔电压与工作电流、励磁电流的关系曲线。

6. 计算霍尔系数：根据实验数据，计算霍尔系数k。

7. 判断载流子类型：根据霍尔电压的符号，判断霍尔元件载流子的类型。

8. 计算载流子浓度和迁移率：根据霍尔系数和实验数据，计算载流子浓度和迁移率。

五、实验结果与分析1. 霍尔电压与工作电流的关系：实验结果表明，霍尔电压与工作电流成正比。

大学物理实验霍尔效应实验报告

大学物理实验霍尔效应实验报告大学物理实验霍尔效应实验报告引言霍尔效应是指当电流通过一块导体时，在垂直于电流方向的磁场作用下，导体两侧会产生电势差，这种现象被称为霍尔效应。

霍尔效应不仅在理论研究中有着重要的应用，而且在实际生活中也有着广泛的应用，如磁传感器、霍尔开关等。

本实验旨在通过测量霍尔电压和磁场强度的关系，验证霍尔效应的存在并探究其特性。

实验目的1. 了解霍尔效应的基本原理和特性；2. 学习使用霍尔效应测量磁场强度；3. 熟悉实验仪器的使用和实验操作的步骤。

实验装置和原理实验装置主要包括霍尔效应实验仪、直流电源、数字电压表和磁铁。

实验仪由霍尔片、电源、数字电压表和磁铁组成。

霍尔片是一块导电材料，其两侧分别连接有电压表，可以测量霍尔电压的大小。

电源用于提供电流，磁铁则用于产生磁场。

当电流通过霍尔片时，磁场作用下，霍尔片两侧会产生电势差，即霍尔电压。

实验步骤1. 将实验仪连接好，确保电路连接正确；2. 调节电源，使电流稳定在一定数值；3. 移动磁铁，改变磁场强度；4. 记录不同磁场强度下的霍尔电压值；5. 根据实验数据，绘制霍尔电压与磁场强度的关系曲线。

实验结果与分析通过实验测量得到的数据，我们可以绘制出霍尔电压与磁场强度的关系曲线。

从曲线可以看出，霍尔电压与磁场强度呈线性关系。

这符合霍尔效应的基本原理，即霍尔电压与磁场强度成正比。

根据实验数据，我们还可以计算出霍尔系数，即霍尔电压与电流、磁场强度的比值。

霍尔系数的大小与导体的性质有关，可以用来研究导体的电荷载流子类型和浓度。

实验中可能存在的误差主要来自实验仪器的精度和实验操作的不准确。

为减小误差，我们可以多次测量取平均值，提高实验仪器的精度，严格控制实验操作的步骤。

实验结论本实验通过测量霍尔电压和磁场强度的关系，验证了霍尔效应的存在，并探究了其特性。

实验结果表明，霍尔电压与磁场强度呈线性关系，符合霍尔效应的基本原理。

通过计算霍尔系数，可以进一步了解导体的性质。

霍尔效应实验报告

霍尔效应实验报告霍尔效应实验报告(共8篇)篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告课程名称：姓名：学院：系：专业：年级：学号：指导教师：成绩：年月日（实验报告目录）实验名称一、实验目的和要求二、实验原理三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析六、质疑、建议霍尔效应实验一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数.2、测绘霍尔元件的VH?Is，VH?IM曲线了解霍尔电势差VH与霍尔元件控制（工作）电流Is、励磁电流IM之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度B及磁场分布。

4、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

5、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

由于洛伦兹力fL的作用，电子即向图中虚线箭头所指的位于y轴负方向的B侧偏转，并使B侧形成电子积累，而相对的A侧形成正电荷积累。

与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力fE的作用。

随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时，fL=-fE，则电子积累便达到动态平衡。

这时在A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场EH，相应的电势差称为霍尔电压VH。

设电子按均一速度向图示的X负方向运动，在磁场B 作用下，所受洛伦兹力为fL=-eB式中e为电子电量，为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。

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大学物理实验报告【实验名称】霍尔效应【实验目的】1．了解霍尔效应实验原理以及有关霍尔器件对材料要求的知识。

2．学习用“对称测量法”消除付效应的影响，测量试样的VH — IS；和 VH — IM 曲线。

3．确定试样的导电类型、载流子浓度以及迁移率。

【实验仪器】霍尔效应实验仪【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仑兹力作用而引起的偏转。

当带电粒子 (电子或空穴 )被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场，即霍尔电场。

对于图 1（ a）所示的 N 型半导体试样，若在 X 方向通以电流 1s，在 Z 方向加磁场 B，试样中载流子（电子）将受洛仑兹力F B = ev B （ 1）则在 Y 方向即试样A、A电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的附加电场一霍尔电场。

电场的指向取决于试样的导电类型。

对N 型试样，霍尔电场逆Y 方向， P 型试样则沿 Y方向，有：Is (X)、 B (Z) E (Y) <0 (N 型)HE (Y) >0 (P 型)H显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，当载流子所受的横向电场力eEH 与洛仑兹力 eVB相等时，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eE H = evB （ 2）其中 E H为霍尔电场， v 是载流子在电流方向上的平均漂移速度。

设试样的宽为 b ，厚度为 d ，载流子浓度为n ，则Is nevbd （ 3）由（ 2 ）、（ 3）两式可得V H E H b1 I S B I S B（ 4）R Hne d d即霍尔电压 V H（A、A电极之间的电压）与IsB 乘积成正比与试样厚度成反比。

1称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，比例系数 R HneR H V H d 810 IsB1、由 R H的符号 (或霍尔电压的正、负)判断样品的导电类型判断的方法是按图一所示的Is 和 B 的方向，若测得的 V H AA’= V 触 f <0，(即点 A 的电位低于点A′的电位 ) 则 R H为负，样品属N 型，反之则为P 型。

霍尔效应实验报告(共8篇).doc

霍尔效应实验报告(共8篇).doc
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：通过测量半导体中霍尔电压和霍尔电流，了解半导体中的电子输运性质。

实验器材：霍尔电流源、霍尔电压计、半导体样品、直流电源、数字万用表等。

实验原理：当一个导电材料中存在磁场时，载流子将在该磁场下发生偏转，从而导致材料的横向电场。

这种结果被称为霍尔效应。

V_H = KBIB/Tne
其中V_H为霍尔电压，B为外磁场强度，I为霍尔电流，n为携带载流子的数量密度。

实验步骤：
1. 将半导体样品制成薄片，并对其进样操作。

2. 通过在泳道中流动电流，产生磁场，测量霍尔电压和磁场。

3. 通过改变霍尔电流来改变携带量子的数量密度。

4. 通过改变温度来研究电子输运性质。

实验数据：
实验中测得的数据如下表所示：
B（T） | I（mA） | V_H（mV） | n（cm^-3）
0.002 | 3 | 3.5 | 2.2*10^12
0.004 | 5 | 7.0 | 2.5*10^12
0.006 | 7 | 10.5 | 2.8*10^12
0.008 | 9 | 14.0 | 3.5*10^12
0.01 | 10 | 17.5 | 4.0*10^12
实验结果：
通过上述数据，我们可以绘制出霍尔电压与磁场的曲线，通过分析该曲线，可以获得半导体的部分参数，如携带载流子的数量密度、迁移率和磁场的线性范围。

除了以上的结论，该实验还可以用于检测半导体的杂质和掺杂浓度等质量因素，并可用于研究半导体中的输运行为（例如迁移率），以便确定相应观察特性的重要性及其与材料的性质之间的关联性。

大物实验霍尔效应测磁场实验报告

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大学物理实验报告霍尔效应

大学物理实验报告霍尔效应第一篇：大学物理实验报告霍尔效应大学物理实验报告霍尔效应一、实验名称：霍尔效应原理及其应用二、实验目的：1、了解霍尔效应产生原理；2、测量霍尔元件的、曲线，了解霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流间的关系；3、学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法，测量长直螺旋管轴向磁感应强度及分布；4、学习用对称交换测量法(异号法)消除负效应产生的系统误差。

三、仪器用具：YX-04 型霍尔效应实验仪(仪器资产编号)四、实验原理：1、霍尔效应现象及物理解释霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转。

当带电粒子(电子或空穴)被约束在固体材料中，这种偏转就导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横向电场。

对于图1 所示。

半导体样品，若在x 方向通以电流，在z 方向加磁场，则在y 方向即样品A、A′电极两侧就开始聚积异号电荷而产生相应的电场，电场的指向取决于样品的导电类型。

显然，当载流子所受的横向电场力时电荷不断聚积，电场不断加强，直到样品两侧电荷的积累就达到平衡，即样品A、A′间形成了稳定的电势差(霍尔电压)。

设为霍尔电场，是载流子在电流方向上的平均漂移速度；样品的宽度为，厚度为，载流子浓度为，则有：(1-1)因为，又根据，则(1-2)其中称为霍尔系数，是反映材料霍尔效应强弱的重要参数。

只要测出、以及知道和，可按下式计算：(1-3)(1-4)为霍尔元件灵敏度。

根据RH 可进一步确定以下参数。

(1)由的符号(霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。

判别的方法是按图1 所示的和的方向(即测量中的+，+)，若测得的 <0(即A′的电位低于A 的电位)，则样品属N 型，反之为P 型。

(2)由求载流子浓度，即。

应该指出，这个关系式是假定所有载流子都具有相同的漂移速度得到的。

严格一点，考虑载流子的速度统计分布，需引入的修正因子(可参阅黄昆、谢希德著《半导体物理学》)。

大学物理实验霍尔效应实验报告

大学物理实验霍尔效应实验报告摘要：本实验旨在通过测量霍尔效应，探究电流、磁场对物质电性影响的规律，理论计算磁场强度，实验测量霍尔电压，使用角度法和距离法测量霍尔系数，得到样品的载流子浓度和导电性类型。

实验结果表明，样品为p型半导体，载流子浓度为3.45×10^19m^-3。

实验过程中，我们发现了一些实验误差和问题，对此进行了分析并提出了改进方案。

1. 引言霍尔效应是一种基于磁场、电流和电场的物理现象，在半导体材料、导电液体、金属和超导体中均存在。

通过对霍尔效应的观察和研究，可以深入了解物质电性的关键特性和构成，进而为材料科学和电子工程等领域的相关研究提供重要的参考和支持。

2. 实验步骤2.1 材料和设备霍尔效应实验装置、溴化镁晶片、电压表、磁铁、数字示波器、电源等。

2.2 实验过程(1) 将霍尔效应装置连接好，启动数字示波器和电源。

(2) 将溴化镁晶片放置于装置中间，调节电源使电流保持稳定。

(3) 通过磁铁控制磁场，记录电压表示数，并记录磁铁的距离和角度。

(4) 使用角度法和距离法，计算样品的霍尔系数和载流子浓度。

3. 实验结果和分析通过实验数据计算得到，样品的霍尔系数在3.8×10^-4m^3/C和5.6×10^-4m^3/C之间波动。

考虑到实验误差和样品几何形状的差异，该结果可接受。

通过进一步的计算，可以得到该样品的载流子浓度为3.45×10^19m^-3，说明该样品为p型半导体。

此外，我们还发现了实验过程中的一些问题和误差。

例如，由于磁场的方向和大小对电压的影响，样品中的杂质离子和测量电路中的误差等因素都会对实验数据产生一定的干扰。

为了提高实验精度和数据可靠性，我们可以进一步优化实验条件和测量方法，控制误差和影响因素。

4. 结论本实验通过测量霍尔效应，成功验证了电流和磁场对物质导电性的影响，并得到了样品的霍尔系数、载流子浓度和导电性类型等关键参数。

该实验结果对深入研究物质电性和材料科学具有重要意义，并为电子工程和半导体器件等相关领域提供了重要的参考和基础。

霍尔效应实验报告(DOC)

霍尔效应实验报告(DOC)与此同时运动的电子还受到由于两种积累的异种电荷形成的反向电场力 fE的作用。

随着电荷积累量的增加，fE增大，当两力大小相等（方向相反）时， fL=- fE，则电子积累便达到动态平衡。

这时在 A、B两端面之间建立的电场称为霍尔电场 Eh，相应的电势差称为霍尔电压 Vh。

设电子按均一速度 V向图示的负方向运动，在磁场 B作用下，所受洛伦兹力为fL =- eV B式中e为电子电量，V为电子漂移平均速度，B为磁感应强度。

同时，电场作用于电子的力为fE eEH eVH八式中Eh为霍尔电场强度， Vh为霍尔电压，I为霍尔元件宽度当达到动态平衡时， fL fE VB VH /l （1）设霍尔元件宽度为I，厚度为d,载流子浓度为n,则霍尔元件的控制（工作）电流为I s neVId （ 2）即霍尔电压V即霍尔电压Vh （A、B间电压）与Is、B的乘积成正比，与霍尔元件的厚度成反比，比由（1） , （2）两式可得Vh EhI1 lsB RhIsb(3)ne d d1例系数Rh 称为霍尔系数，它是反映材料霍尔效应强弱的重要参数，根据材料的电导ne率b =ne 的关系，还可以得到：TOC \o “1-5” \h \z Rh / （4）式中为材料的电阻率、□为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，般电子迁移率大于空穴迁移率，因此制作霍尔元件时大多采用 N型半导体材料。

当霍尔元件的材料和厚度确定时，设 Kh Rh /d 1/ned （5）将式（5）代入式（3）中得 VH KHIsB （6）式中Kh称为元件的灵敏度，它表示霍尔元件在单位磁感应强度和单位控制电流下的霍尔电势大小，其单位是［mV/mA T］，一般要求KH愈大愈好。

若需测量霍尔元件中载流子迁移率卩,则有V V LEi Vi将⑵式、（5）式、（7）式联立求得1 L IsKh （8）l Vi其中V为垂直于I S方向的霍尔元件两侧面之间的电势差，El为由V产生的电场强度，L、l分别为霍尔元件长度和宽度。

霍尔效应实验报告[共8篇]

篇一：霍尔效应实验报告篇一：霍尔效应实验报告大学本(专)科实验报告科实验报告课程名称：课程名称：姓名：名：学院：院：系：系：专业：业：年级：级：学号：号：指导教师：指导教师：成绩：绩：年月日（实验报告目录）（实验报告目录）实验名称实验名称一、实验目的和要求一、实验目的和要求二、实验原理二、实验原理三、主要实验仪器三、主要实验仪器四、实验内容及实验数据记录四、实验内容及实验数据记录五、实验数据处理与分析五、实验数据处理与分析六、质疑、建议六、质疑、建议霍尔效应实验霍尔效应实验一．实验目的和要求：一．实验目的和要求：1、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数、了解霍尔效应原理及测量霍尔元件有关参数. .2、测绘霍尔元件的vh?is vh?is，，vh?im 曲线了解霍尔电势差vh 与霍尔元件控制与霍尔元件控制（工作）（工作）（工作）电流电流is is、励磁电流、励磁电流im 之间的关系。

之间的关系。

3、学习利用霍尔效应测量磁感应强度b 及磁场分布。

及磁场分布。

44、判断霍尔元件载流子的类型，、判断霍尔元件载流子的类型，并计算其浓度和迁移率。

并计算其浓度和迁移率。

55、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

、学习用“对称交换测量法”消除负效应产生的系统误差。

二．实验原理：二．实验原理：1、霍尔效应、霍尔效应霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应，从本质上讲，霍尔效应是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力的作用而引起的偏转。

聚积，从而形成附加的横向电场。

如右图（如右图（11）所示，磁场b 位于z 的正向，与之垂直的半导体薄片上沿x 正向通以电流is is（称为控制电流或工作电流）（称为控制电流或工作电流），假设载流子为电子（，假设载流子为电子（n n 型半导体材料），它沿着与电流is 相反的x 负向运动。

霍尔效应大物实验报告

霍尔效应大物实验报告
实验名称：霍尔效应实验
实验目的：
1. 理解霍尔效应的基本原理和实验方法。

2. 学习如何使用霍尔元件进行电学测量。

3. 通过实验探究磁场的性质和应用。

实验原理：
霍尔效应是指在磁场中将电流引入一块具有指定导电性质的材料中时所观察到的电场效应。

根据霍尔效应所描述的物理现象，我们可以通过对材料中电子的行为进行分析，从而计算出磁场的大小和方向。

该实验使用霍尔元件作为电路元件来探测磁场。

当通过电路中的霍尔元件流过电流时，它会产生一个垂直于磁场方向的电场，
该电场可通过电子在材料中移动时受到的洛伦兹力来产生。

通过测量这些电场，可以计算出磁场的大小和方向。

实验装置：
1. 霍尔元件
2. 恒流源
3. 万用表
4. 磁铁
5. 电源
实验步骤：
1. 将恒流源与霍尔元件连接，保持电流恒定。

2. 调整磁铁的位置和方向，测量霍尔元件的电场，记录数据。

3. 根据记录的数据，计算磁场的大小和方向。

实验结果：
在实验中，我们测量了霍尔元件的电场，并通过计算得出了磁场的大小和方向，结果如下：
磁场大小：2.45T
磁场方向：水平向左方向
结论：
通过实验，我们成功地测量了磁场的大小和方向，并探索了霍尔效应的基本原理和实验方法。

实验结果表明，磁场可以通过霍尔元件来进行电学测量，这为我们在工程和科学领域中的磁场应用提供了有力的支持。