霍尔效应实验报告(共8篇)
霍尔效应实验报告_实验报告_
霍尔效应实验报告以下是小编给大家整理收集的霍尔效应实验报告，仅供参考。
霍尔效应实验报告1实验内容:1. 保持不变，使Im从0.50到4.50变化测量VH.可以通过改变IS和磁场B的方向消除负效应。
在规定电流和磁场正反方向后，分别测量下列四组不同方向的IS和B组合的VH,即+B， +IVH=V1—B， +VH=-V2—B，—IVH=V3+B， -IVH=-V4VH = (|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.501.601.003.201.504.792.006.902.507.983.009.553.504.0012.734.5014.34画出线形拟合直线图：Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.11556 0.13364B 3.16533 0.0475------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99921 0.18395 9 <0.00012.保持IS=4.5mA ,测量Im—Vh关系VH = (|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.0501.600.1003.200.1504.790.2006.900.2507.980.3009.550.35011.0612.690.45014.31Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.13389 0.13855B 31.5 0.49241------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.99915 0.19071 9 <0.0001基本满足线性要求。
霍尔效应的研究实验报告
霍尔效应的研究实验报告实验报告：霍尔效应的研究摘要：本实验通过测量铜箔和σ-Fe薄膜的霍尔效应，研究磁场下的电子运动和磁场效应。
实验结果表明，在磁场的作用下，霍尔电阻Rxy的大小与电流I的正向方向、磁感应强度B及样品厚度d有关，且与样品材料的导电性质、载流子浓度n、载流子类型p、n有关。
引言：霍尔效应是指在外加磁场下，垂直于电流方向的方向会发生电势差，这种电势差所对应的电阻称为霍尔电阻。
该现象广泛应用于电子学、材料科学等领域。
本实验旨在通过实验验证霍尔效应，并深入研究磁场对电子运动和电阻的影响。
实验步骤和方法：1.制备实验样品：分别用化学方法制备铜箔和σ-Fe薄膜样品。
2.测量实验样品的电阻率：用四端子法测量样品的电阻率ρ。
3.测量霍尔效应：在磁场作用下，用直流电流源给样品加电流I，并在样品表面检测到的霍尔电势差UH作为其霍尔电阻Rxy。
4.测量实验数据：通过数据处理对实验结果进行定量分析，并进行结果分析与比较。
结果：1.铜箔和σ-Fe薄膜样品的电阻率分别为2.5×10-8 Ω·m和2.0×10-7 Ω·m。
2.在外加磁场下，两种材质的霍尔电势差UH分别变化，随磁感应强度B增大而增大。
霍尔电阻Rxy的大小与磁场强度B、电流I梦想方向、样品厚度d、载流子密度n和载流子类型p、n有关。
3.样品材质、载流子密度n、载流子类型p、n对样品的Rxy和UH的大小都有一定影响，导电性质较差、载流子密度较低的材料霍尔效应较小。
分析：1.样品的电阻率与样品材质的导电性质有关，样品的Rxy和UH与样品材料及其性质有关。
2.载流子密度n是决定材料电导率的关键因素之一，导电性质优越的材料，其载流子密度较高，霍尔电阻和霍尔电势差都会增大。
3.磁感应强度B的增大清楚样品中载流子受到的场强增大，样品中的霍尔电阻和霍尔电势差增大。
结论：本实验研究了霍尔效应的特性及其与样品的相关性，结果表明，在外加磁场下，铜箔和σ-Fe薄膜均出现了霍尔效应，其相应的霍尔电阻和霍尔电势差都与材料性质、载流子密度、磁感应强度等因素有关。
霍尔效应实验报告[共8篇]
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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。
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。
同时，电场作用于电子的力为 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isb?rhs （3）nedd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，比例系数rh?1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σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/???? （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一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。
霍尔效应实验报告
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霍尔效应实验报告1实验内容:1. 保持不变，使Im从0.50到4.50变化测量VH.可以通过改变IS和磁场B的方向消除负效应。
在规定电流和磁场正反方向后，分别测量下列四组不同方向的IS和B组合的VH,即+B， +IVH=V1—B， +VH=-V2—B，—IVH=V3+B， -IVH=-V4VH = (|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.501.601.003.201.504.792.006.902.507.983.009.5511.174.0012.734.5014.34画出线形拟合直线图：Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.11556 0.13364B 3.16533 0.0475------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.99921 0.18395 9 <0.00012.保持IS=4.5mA ,测量Im—Vh关系VH = (|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.0501.600.1003.200.1504.790.2006.900.2507.980.3009.550.3500.40012.690.45014.31Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.13389 0.13855B 31.5 0.49241------------------------------------------------------------R SD N P------------------------------------------------------------0.99915 0.19071 9 <0.0001基本满足线性要求。
霍尔效应实验报告【精品】
以下是给大家整理收集的霍尔效应实验报告，仅供参考。
实验内容:1. 保持不变，使Im从0.50到4.50变化测量VH.可以通过改变IS和磁场B的方向消除负效应。
在规定电流和磁场正反方向后，分别测量下列四组不同方向的IS和B组合的VH,即+B， +IVH=V1—B， +VH=-V2—B，—IVH=V3+B， -IVH=-V4VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.501.601.003.201.504.792.006.902.507.983.009.553.5011.174.0012.734.5014.34画出线形拟合直线图：Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0.1 6 0. 64B 3.16533 0.0475------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------ 0.999 0. 95 9 <0.00012.保持IS=4.5mA ,测量Im—Vh关系VH=(|V1|+|V2|+|V3|+|V4|)/40.0501.600.1003.200.4.790.6.900.2507.980.3009.550.35011.060.12.690.45014.31Parameter Value Error------------------------------------------------------------A 0. 89 0. 55B 31.5 0.49241------------------------------------------------------------ R SD N P------------------------------------------------------------0.99915 0.19071 9 <0.0001基本满足线性要求。
霍尔效应实验报告优秀4篇
霍尔效应实验报告优秀4篇实验四霍尔效应篇一实验原理1．液晶光开关的工作原理液晶的种类很多，仅以常用的TN（扭曲向列）型液晶为例，说明其工作原理。
TN型光开关的结构：在两块玻璃板之间夹有正性向列相液晶，液晶分子的形状如同火柴一样，为棍状。
棍的长度在十几埃（1埃＝10-10米），直径为4～6埃，液晶层厚度一般为5-8微米。
玻璃板的内表面涂有透明电极，电极的表面预先作了定向处理（可用软绒布朝一个方向摩擦，也可在电极表面涂取向剂），这样，液晶分子在透明电极表面就会躺倒在摩擦所形成的微沟槽里；电极表面的液晶分子按一定方向排列，且上下电极上的定向方向相互垂直。
上下电极之间的那些液晶分子因范德瓦尔斯力的作用，趋向于平行排列。
然而由于上下电极上液晶的定向方向相互垂直，所以从俯视方向看，液晶分子的排列从上电极的沿－45度方向排列逐步地、均匀地扭曲到下电极的沿＋45度方向排列，整个扭曲了90度。
理论和实验都证明，上述均匀扭曲排列起来的结构具有光波导的性质，即偏振光从上电极表面透过扭曲排列起来的液晶传播到下电极表面时，偏振方向会旋转90度。
取两张偏振片贴在玻璃的两面，P1的透光轴与上电极的定向方向相同，P2的透光轴与下电极的定向方向相同，于是P1和P2的透光轴相互正交。
在未加驱动电压的情况下，来自光源的'自然光经过偏振片P1后只剩下平行于透光轴的线偏振光，该线偏振光到达输出面时，其偏振面旋转了90°。
这时光的偏振面与P2的透光轴平行，因而有光通过。
在施加足够电压情况下(一般为1～2伏)，在静电场的作用下，除了基片附近的液晶分子被基片“锚定”以外，其他液晶分子趋于平行于电场方向排列。
于是原来的扭曲结构被破坏，成了均匀结构。
从P1透射出来的偏振光的偏振方向在液晶中传播时不再旋转，保持原来的偏振方向到达下电极。
这时光的偏振方向与P2正交，因而光被关断。
由于上述光开关在没有电场的情况下让光透过，加上电场的时候光被关断，因此叫做常通型光开关，又叫做常白模式。
霍尔效应实验报告文章
一、实验名称霍尔效应原理及其应用二、实验目的1. 了解霍尔效应的产生原理；2. 测量霍尔元件的输出电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的关系；3. 学习用霍尔元件测量磁感应强度的原理和方法；4. 学习用对称测量法消除副效应产生的系统误差；5. 确定样品的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
三、实验原理霍尔效应是指当电流通过置于磁场中的导电材料时，在垂直于电流和磁场方向上产生电动势的现象。
这一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，这种偏转导致在垂直于电流和磁场的方向上产生正负电荷的积累，从而形成附加的横向电场。
霍尔效应的基本原理可以用以下公式表示：\[ V_H = B \cdot I \cdot t \]其中，\( V_H \) 是霍尔电压，\( B \) 是磁感应强度，\( I \) 是电流，\( t \) 是载流子迁移率。
通过测量霍尔电压，可以确定样品的导电类型（n型或p型）、载流子浓度以及迁移率。
四、实验仪器与设备1. 霍尔效应实验仪；2. 直流稳压电源；3. 直流电流表；4. 直流电压表；5. 直螺线管；6. 样品支架；7. 样品（半导体材料）。
五、实验步骤1. 按照实验仪器的操作手册连接好实验电路，确保线路连接正确；2. 调节直螺线管，使霍尔元件处于磁场中心位置；3. 闭合开关，调节直流稳压电源，使电流表显示所需的电流值；4. 观察并记录霍尔电压表的读数；5. 改变直螺线管的励磁电流，重复步骤3和4，记录不同电流下的霍尔电压；6. 使用对称测量法消除副效应产生的系统误差；7. 根据实验数据，绘制霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的关系曲线；8. 通过曲线分析，确定样品的导电类型、载流子浓度以及迁移率。
六、实验结果与分析根据实验数据，绘制了霍尔电压与霍尔元件工作电流、直螺线管的励磁电流之间的关系曲线。
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。
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。
同时，电场作用于电子的力为 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isb?rhs （3）nedd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，比例系数rh?1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σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/???? （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一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。
霍尔效应实验报告
d
Hd
比例系数 RH=1/ne 称为霍尔系数。 1 ． 由 RH 的符号(或者霍尔电压的正负)判断样品的导电类型。 2 ． 由 RH 求载流子浓度 n，即
1 n
(4)
R e
H
3 ． 结合电导率的测量，求载流子的迁移率 。
电导率 σ 与载流子浓度 n 以及迁移率 之间有如下关系
结束，且挪移步长为 1cm。
在 excel 中 ，线性拟合直 线斜率
k=2.0021。k=K *B , H
所以
K =k/B=2.002142857*10^3/11.25=17 H
7.97mv/mA*T,
R =K *d=0.03559m*mv/mA*T, HH
n=1/(R *e)=1.756*10^20mA*T/(m*mv H
如今，霍尔效应非但是测定半导体材料电学参数的主要手段，而且随着电子技术的发展， 利 用 该效应 制 成 的霍 尔器 件 ，由 于结 构简 单 、频 率响 应宽 ( 高 达1 0 GHz) 、寿 命长 、 可靠 性 高等优点，已广泛用于非电量测量、自动控制和信息处理等方面。
1 ． 通过实验掌握霍尔效应基本原理，了解霍尔元件的基本结构； 2 ． 学会测量半导体材料的霍尔系数、电导率、迁移率等参数的实验方法和技术； 3 ． 学会用“对称测量法”消除副效应所产生的系统误差的实验方法。 4 ． 学习利用霍尔效应测量磁感应强度 B 及磁场分布。
图2
图3
在半导体试样上引出测量电极时,不可能做到接触电阻彻底相同。当工作电流 Is 通过不 同接触电阻时会产生不同的焦耳热,并因温差产生一个温差电动势,结果在 Y 方向产生附加电 势差 VN ，这就是能斯脱效应。而VN 的符号只与 B 的方向有关，与 Is 的方向无关，因此可通 过改变 B 的方向予以消除。 (4)里纪 —勒杜克效应—热磁效应产生的温差引起的附加电压VRL
霍尔效应实验报告
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：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：一、 实验目的： 1、了解霍尔效应法测磁感应强度S I 的原理和方法；2、学会用霍尔元件测量通电螺线管轴向磁场分布的基本方法；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。
三、 实验原理：1、霍尔效应霍尔效应本质上是运动的带电粒子在磁场中受洛仑磁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，这种偏转导致在垂直电流和磁场方向上产生正负电荷的聚积，从而形成附加的横加电场，即霍尔电场H E .如果H E <0，则说明载流子为电子，则为n 型试样；如果H E >0，则说明载流子为空穴，即为p 型试样。
显然霍尔电场H E 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e H E 与洛仑磁力B v e 相等，样品两侧电荷的积累就达到动态平衡，故有：e H E =-B v e其中E H 为霍尔电场，v 是载流子在电流方向上的平均速度。
若试样的宽度为b ，厚度为d ，载流子浓度为n ，则 bd v ne I =由上面两式可得：dB I R d BI ne b E V S H S H H ===1 （3）即霍尔电压H V （上下两端之间的电压）与B I S 乘积成正比与试样厚度d 成反比。
比列系数neR H 1=称为霍尔系数，它是反应材料霍尔效应强弱的重要参量。
只要测出H V 以及知道S I 、B 和d 可按下式计算H R :410⨯=BI dV R S H H 2、霍尔系数H R 与其他参量间的关系根据H R 可进一步确定以下参量：（1）由H R 的符号（或霍尔电压的正负）判断样品的导电类型。
判别方法是电压为负，H R 为负，样品属于n 型；反之则为p 型。
（2）由H R 求载流子浓度n.即eR n H 1= 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。
霍尔效应的研究 实验报告
霍尔效应的研究实验报告霍尔效应的研究实验报告引言：霍尔效应是指在一个导电材料中，当通过其垂直于电流方向的磁场时，会在材料中产生一种电势差，这种现象被称为霍尔效应。
霍尔效应的研究对于理解材料的导电性质以及应用于传感器、电子器件等方面具有重要意义。
本实验旨在通过对霍尔效应的研究，探究其产生机制和特性。
实验设计：本实验使用霍尔效应实验装置，包括霍尔元件、电流源、磁场源以及测量电压的仪器。
首先，将霍尔元件固定在试验台上，并接通电流源。
然后，通过调节电流源的电流大小和方向，以及磁场源的磁场强度和方向，测量霍尔元件两侧的电势差。
最后，记录实验数据并进行分析。
实验结果：通过实验测量，我们得到了一系列关于霍尔效应的数据。
首先，我们发现当电流方向与磁场方向垂直时，电势差最大；而当电流方向与磁场方向平行时，电势差最小甚至为零。
这一结果与霍尔效应的基本原理相符，即只有在电流方向与磁场方向垂直时，磁场才会对电子运动产生影响，从而引起电势差的产生。
其次，我们还观察到电势差与电流大小和磁场强度呈线性关系，这表明霍尔效应的电势差与电流和磁场强度成正比。
讨论与分析：通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论。
首先，霍尔效应是由洛伦兹力引起的。
当电流通过导体时，电子受到磁场力的作用，使得电子在导体中产生偏移运动，从而导致电势差的产生。
其次，霍尔效应的电势差大小与电流大小和磁场强度成正比，这意味着我们可以通过调节电流和磁场的大小来控制霍尔效应的电势差，从而实现对电势差的调节。
此外，霍尔效应还具有温度依赖性，即电势差随温度的变化而变化。
这一特性可以应用于温度传感器的设计和制造。
结论：通过本次实验，我们深入了解了霍尔效应的产生机制和特性。
霍尔效应是一种重要的物理现象，广泛应用于传感器、电子器件等领域。
通过对霍尔效应的研究，我们可以更好地理解材料的导电性质，为相关应用提供理论基础和实验依据。
在未来的研究中，我们可以进一步探究霍尔效应与材料性质、温度等因素的关系，以及开发更加高效和精确的霍尔效应传感器，为科学研究和工程应用提供更多可能性。
工作报告之霍尔效应的实验报告
霍尔效应的实验报告【篇一：霍尔效应实验报告】实验数据is 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4v1 -4.85 -7.27 -9.73 -12.11 -14.47 -16.92 -19.34 v1 -4.9 -6.58 -8.24 -9.92 -11.6 -13.27v2 5.13 7.66 10.18 12.79 15.29 17.83 20.56 v2 5.16 6.84 8.52 10.19 11.89 13.58v3 -5.13 -7.7 -10.19 -12.79 -15.29 -17.83 -20.56 v3 -5.19 -6.84 -8.54 -10.2 -11.91 -13.54v4 4.86 7.28 9.66 12.1 14.5 16.93 19.33 v4 4.9 6.6 8.26 9.98 11.62 13.28vh -4.9925 -7.4775 -9.94 -12.4475 -14.8875 -17.3775 -19.9475 vh -5.0375 -6.715 -8.39 -10.0725 -11.755 -13.4175rh -8667.53 -8654.51 -8628.47 -8644.1 -8615.45 -8619.79 -8657.77 rh -5830.44 -5828.99 -5826.39 -5828.99 -5830.85 -5823.57im 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8思考题1. 本实验是采用什么方法消除各种负效应的？1.由不等电位差引起的误差；应尽量使样品的霍尔电压测试点处于同一等位线上2.爱延豪森效应；使样品通入交流电流3.里纪-勒杜克效应；改变磁场方向4.能斯脱效应；使样品通过磁场方向v度.rhi,其中,v为载流子的迁移率,rh为电导率,i为电流 l 为导体板宽度,d 为板的厚ld【篇二：霍尔效应的应用实验报告】一、名称：霍尔效应的应用二、目的：1．霍尔效应原理及霍尔元件有关参数的含义和作用2．测绘霍尔元件的vh—is，vh—im曲线，了解霍尔电势差vh与霍尔元件工作电流is，磁场应强度b及励磁电流im之间的关系。
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vhis，vhim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。
同时，电场作用于电子的力为 feeehevh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，flfe vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为isne （2）由（1），（2）两式可得 vhehlib1isbrhs （3）nedd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，比例系数rh1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σ=neμ的关系，还可以得到：rh/ （4）式中为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一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。
霍尔效应实验报告RH(共10篇)
篇一：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：霍尔效应及其应用实验报告霍尔效应及其应用实验报告（物理学创新实验班41306187）【摘要】 szy 本实验通过了解霍尔原理及霍尔元器件的使用，测绘vh?is和vh?im 的图像并测量霍尔系数、电导率。
试验在测量过程中，由于各种副效应会引起各种误差。
在此做以分析和修正，采用vh对称测量法以消除副效应。
经过修正后的实验，更大程度地降低了实验误差，使k的测量更加接近真实值。
【关键词】霍尔片载流子密度霍尔系数霍尔电压 mathematica 【引言】霍尔效应是霍尔于1879年发现的，这一效应在科学实验和工程技术中有着广泛的应用。
霍尔系数的准确测量在应用中有着十分重要的意义。
由于霍尔系数在测量过程中伴随着各种副效应，使得霍尔系数在测量过程中变得比较困难。
因此我们在测量过程中采取了“对称测量法”消除副效应。
【正文】一、实验原理起的偏转。
当带电粒子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。
图（1、a）所示的n型半导体试样，若在x方向的电极d、e上通以电流is，在z方向加磁场b，试样中载流子将受洛仑兹力：f ? e v b ①其中e为载流子电量， b为磁感v应强度。
无论载流子是正电荷还是负电荷，fg的方向均沿y方向，在此力的作用下，载流子发生便移，则在y方向即试样a、a′电极两侧就开始聚积异号电荷而在试样a、a′两侧产生一个电位差vh，形成相应的附加电场e—霍尔电场，相应的电压vh称为霍尔电压，电极a、a′称为霍尔电极。
g（a）（b）图(1) 原理图显然，该电场是阻止载流子继续向侧面偏移，试样中载流子将受一个与fg方向相反的横向电场力：fe=eeh ②其中eh为霍尔电场强度。
fe随电荷积累增多而增大，当达到稳恒状态时，两个力平衡，即载流子所受的横向电场力e eh与洛仑兹力evb 相等，样品两侧电荷的积累就达到平衡，故有eeh?eevb③设试样的宽度为b，厚度为d，载流子浓度为n，则电流强度is与的关系为? is bd ④由（3）、（4）两式可得ib1isbvh?ehb??ksnedd d ⑤即霍尔电压vh（a、a′电极之间的电压）与isb乘积成正比与试样厚度d成反比。
霍尔效应测磁场实验报告(共7篇)
篇一：霍尔元件测磁场实验报告用霍尔元件测磁场前言：霍耳效应是德国物理学家霍耳（a.h.hall 1855—1938）于1879年在他的导师罗兰指导下发现的。
由于这种效应对一般的材料来讲很不明显，因而长期未得到实际应用。
六十年代以来，随着半导体工艺和材料的发展，这一效应才在科学实验和工程技术中得到了广泛应用。
利用半导体材料制成的霍耳元件，特别是测量元件，广泛应用于工业自动化和电子技术等方面。
由于霍耳元件的面积可以做得很小，所以可用它测量某点或缝隙中的磁场。
此外，还可以利用这一效应来测量半导体中的载流子浓度及判别半导体的类型等。
近年来霍耳效应得到了重要发展，冯﹒克利青在极强磁场和极低温度下观察到了量子霍耳效应，它的应用大大提高了有关基本常数测量的准确性。
在工业生产要求自动检测和控制的今天，作为敏感元件之一的霍耳器件，会有更广阔的应用前景。
了解这一富有实用性的实验，对今后的工作将大有益处。
教学目的：1. 了解霍尔效应产生的机理，掌握测试霍尔器件的工作特性。
2. 掌握用霍尔元件测量磁场的原理和方法。
3. 学习用霍尔器件测绘长直螺线管的轴向磁场分布。
教学重难点： 1. 霍尔效应2. 霍尔片载流子类型判定。
实验原理如右图所示，把一长方形半导体薄片放入磁场中，其平面与磁场垂直，薄片的四个侧面分别引出两对电极（m、n和p、s），径电极m、n 通以直流电流ih，则在p、s极所在侧面产生电势差，这一现象称为霍尔效应。
这电势差叫做霍尔电势差，这样的小薄片就是霍尔片。
图片已关闭显示，点此查看假设霍尔片是由n型半导体材料制成的，其载流子为电子，在电极m、n上通过的电流由m极进入，n极出来（如图），则片中载流子（电子）的运动方向与电流is的方向相反为v,运动的载流子在磁场b中要受到洛仑兹力fb的作用，fb=ev×b，电子在fb的作用下，在由n→m运动的过程中，同时要向s极所在的侧面偏转（即向下方偏转），结果使下侧面积聚电子而带负电，相应的上侧面积（p极所在侧面）带正电，在上下两侧面之间就形成电势差vh，即霍尔电势差。
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。
霍尔效应实验报告
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霍尔效应的研究实验报告
霍尔效应的研究实验报告《霍尔效应的研究实验报告》摘要：霍尔效应是指在有磁场存在时，当电流通过导体时，在导体两侧会产生垂直于电流方向和磁场方向的电势差，这一现象被称为霍尔效应。
本实验旨在通过测量不同条件下的霍尔电压，研究霍尔效应的基本原理，并探究其与导体性质以及外部条件的关系。
前言：霍尔效应是电磁学中重要的现象之一，广泛应用于传感器、磁导航、电子学等领域。
本实验将通过使用霍尔效应芯片、电流源和磁场产生装置等仪器，对霍尔效应进行研究。
实验步骤：（1）搭建实验电路：连接霍尔效应芯片、电流源和磁场产生装置，保证电流和磁场不发生干扰。
（2）确定测量点：选择适当位置，将准直器调整到样品表面垂直，并使用刻度尺测量距离，以确保测量准确。
（3）给定电流值：调整电流源的电流大小，以便于观察和记录实验现象。
（4）记录霍尔电压：使用电压表测量在不同条件下的霍尔电压值，并记录数据。
（5）改变磁场：调整磁场产生装置的磁场大小和方向，观察并记录相应的霍尔电压变化。
（6）改变导体材料：使用不同材料的导体样品进行实验，观察并记录霍尔电压的变化。
（7）数据处理与分析：根据实验数据，绘制霍尔电压与电流、磁场、导体材料等因素的关系图，并进行相应的数据分析。
实验结果：根据实验数据，我们得到了不同条件下的霍尔电压数值，并观察到以下现象：1. 霍尔电压随电流大小的变化呈线性关系。
2. 霍尔电压随磁场大小和方向的变化呈非线性关系。
3. 不同材料的导体在相同条件下具有不同的霍尔电压响应。
讨论与结论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 霍尔效应符合洛伦兹力定律的推论，电流和磁场对霍尔电压具有影响。
2. 磁场的大小和方向对霍尔电压具有显著影响，大的磁场会增大霍尔电压。
3. 不同材料的导体具有不同的霍尔电压响应，这可能与导体的载流子类型和浓度有关。
实验中可能存在的误差源包括仪器误差、环境干扰等，应尽量减小这些误差对实验结果的影响。
此外，还有待进一步研究和深入理解霍尔效应在各个领域的应用和发展。
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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。
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。
同时，电场作用于电子的力为 fe??eeh??evh/l 式中eh为霍尔电场强度，vh为霍尔电压，l为霍尔元件宽度当达到动态平衡时，fl??fe ?vh/l （1）设霍尔元件宽度为l，厚度为d，载流子浓度为n，则霍尔元件的控制（工作）电流为 is?ne （2）由（1），（2）两式可得 vh?ehl?ib1isbrhs （3）nedd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，比例系数rh?1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σ=neμ的关系，还可以得到：rh??/ （4）式中?为材料的电阻率、μ为载流子的迁移率，即单位电场下载流子的运动速度，一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μ,则有 ??l(7) ?eivi将(2)式、(5)式、(7)式联立求得??kh?lis（8） lvi其中vi为垂直于is方向的霍尔元件两侧面之间的电势差，ei为由vi产生的电场强度，l、l分别为霍尔元件长度和宽度。
由于金属的电子浓度n很高，所以它的rh或kh都不大，因此不适宜作霍尔元件。
此外元件厚度d愈薄，kh愈高，所以制作时，往往采用减少d的办法来增加灵敏度，但不能认为d愈薄愈好，因为此时元件的输入和输出电阻将会增加，这对锗元件是不希望的。
应当注意，当磁感应强度b和元件平面法线成一角度时（如图2），作用在元件上的有效磁场是其法线方向上的分量bcos?，此时vh?khisbcos? (9)所以一般在使用时应调整元件两平面方位，使vh达到最大，即θ=0，图(2)vh=khisbcos??khisb由式（9）可知，当控制（工作）电流is或磁感应强度b，两者之一改变方向时，霍尔电压vh的方向随之改变；若两者方向同时改变，则霍尔电压vh极性不变。
霍尔元件测量磁场的基本电路如图3，将霍尔元件置于待测磁场的相应位置，并使元件平面与磁感应强度b垂直，在其控制端输入恒定的工作电流is，霍尔元件的霍尔电压输出端接毫伏表，测量霍尔电势vh的值。
三．主要实验仪器：1、 zky-hs霍尔效应实验仪图(3)包括电磁铁、二维移动标尺、三个换向闸刀开关、霍尔元件及引线。
2、 ky-hc霍尔效应测试仪四．实验内容：1、研究霍尔效应及霍尔元件特性①测量霍尔元件灵敏度kh，计算载流子浓度n（选做）。
②测定霍尔元件的载流子迁移率μ。
③判定霍尔元件半导体类型（p型或n型）或者反推磁感应强度b的方向。
④研究vh与励磁电流im、工作（控制）电流is之间的关系。
2、测量电磁铁气隙中磁感应强度b的大小以及分布①测量一定im条件下电磁铁气隙中心的磁感应强度b的大小。
②测量电磁铁气隙中磁感应强度b的分布。
五．实验步骤与实验数据记录：1、仪器的连接与预热将测试仪按实验指导说明书提供方法连接好，接通电源。
2、研究霍尔效应与霍尔元件特性①测量霍尔元件灵敏度kh，计算载流子浓度n。
（可选做）。
a. 调节励磁电流im为0.8a，使用特斯拉计测量此时气隙中心磁感应强度b的大小。
b. 移动二维标尺，使霍尔元件处于气隙中心位置。
c. 调节is=2.00??、10.00ma（数据采集间隔1.00ma），记录对应的霍尔电压vh填入表（1），描绘is—vh关系曲线，求得斜率k1(k1=vh/is)。
d. 据式（6）可求得kh，据式（5）可计算载流子浓度n。
②测定霍尔元件的载流子迁移率μ。
a. 调节is=2.00??、10.00ma（间隔为1.00ma），记录对应的输入电压降vi填入表4，描绘is—vi关系曲线，求得斜率k2（k2=is/vi）。
b. 若已知kh、l、l，据（8）式可以求得载流子迁移率μ。
c. 判定霍尔元件半导体类型（p型或n型）或者反推磁感应强度b的方向根据电磁铁线包绕向及励磁电流im的流向，可以判定气隙中磁感应强度b的方向。
根据换向闸刀开关接线以及霍尔测试仪is输出端引线，可以判定is在霍尔元件中的流向。
根据换向闸刀开关接线以及霍尔测试仪vh输入端引线，可以得出vh的正负与霍尔片上正负电荷积累的对应关系d. 由b的方向、is流向以及vh的正负并结合霍尔片的引脚位置可以判定霍尔元件半导体的类型（p型或n型）。
反之，若已知is流向、vh的正负以及霍尔元件半导体的类型，可以判定磁感应强度b的方向。
③测量霍尔电压vh与励磁电流im的关系霍尔元件仍位于气隙中心，调节is=10.00ma，调节im=100、200??1000ma（间隔为100ma），分别测量霍尔电压vh值填入表（2），并绘出im-vh曲线，验证线性关系的范围，分析当im 达到一定值以后，im-vh直线斜率变化的原因。
3、测量电磁铁气隙中磁感应强度b的大小及分布情况①测量电磁铁气隙中磁感应强度b的大小a. 调节励磁电流im为0—1000ma范围内的某一数值。
b. 移动二维标尺，使霍尔元件处于气隙中心位置。
c. 调节is=2.00??、10.00ma（数据采集间隔1.00ma），记录对应的霍尔电压vh填入表（1），描绘is—vh关系曲线，求得斜率k1(k1=vh/is)。
d. 将给定的霍尔灵敏度kh及斜率k1代入式（6）可求得磁感应强度b的大小。
（若实验室配备有特斯拉计，可以实测气隙中心b的大小，与计算的b值比较。
）②考察气隙中磁感应强度b的分布情况a. 将霍尔元件置于电磁铁气隙中心，调节im=1000ma，is=10.00ma，测量相应的vh。
b. 将霍尔元件从中心向边缘移动每隔5mm选一个点测出相应的vh，填入表3。
c. 由以上所测vh值，由式（6）计算出各点的磁感应强度，并绘出b-x图，显示出气隙内b的分布状态。
为了消除附加电势差引起霍尔电势测量的系统误差，一般按±im，±is的四种组合测量求其绝对值的平均值。
五．实验数据处理与分析：1、测量霍尔元件灵敏度kh，计算载流子浓度n。
根据上表，描绘出is—vh关系曲线如右图。
求得斜率k1，k1=9.9 据式（6）可求出k1，本例中取铭牌上标注的kh=47,取实验指导说明书第3页上的d=2μm据式（5）可计算载流子浓度n。
2、测量电磁铁气隙中磁感应强度b的大小取im=800ma ，则可由b=k1/kh求出磁感应强度b的大小3、考察气隙中磁感应强度b的分布情况根据上表，描绘出b-x关系曲线如右图，可看出气隙内b的分布状态。
4、测定霍尔元件的载流子迁移率μ图。
根据上表，描绘出is—vi关系曲线如右求得斜率k2已知kh、l、l（从实验指导说明书上可查出），据（8）式可以求得载流子迁移率μ。
5、测量霍尔电压vh与励磁电流im的关系表2=10.00ma根据上表，描绘出im-vh关系曲线如右图, 由此图可验证线性关系的范围。
分析当im达到一定值以后，im-vh直线斜率变化的原因。
6、实验系统误差分析测量霍尔电势vh时，不可避免地会产生一些副效应，由此而产生的附加电势叠加在霍尔电势上，形成测量系统误差，这些副效应有：（1）不等位电势v0由于制作时，两个霍尔电势极不可能绝对对称地焊在霍尔片两侧（图5a）、霍尔片电阻率不均匀、控制电流极的端面接触不良（图5b）都可能造成a、b两极不处在同一等位面上，此时虽未加磁场，但a、b间存在电势差v0，此称不等位电势，v0?isv，v是两等位面间的电阻，由此可见，在v确定的情况下，v0与is的大小成正比，且其正负随is的方向而改变。
（2）爱廷豪森效应当元件的x方向通以工作电流is，z方向加磁场b时，由于霍尔片内的载流子速度服从统计分布，有快有慢。
在达到动态平衡时，在磁场的作用下慢速与快速的载流子将在洛伦兹力和霍尔电场的共同作用下，沿y轴分别向相反的两侧偏转，这些载流子的动能将转化为热能，使两侧的温升不同，因而造成y方向上的两侧的温差（ta-tb）。
图6 正电子运动平均速度图中v?? v因为霍尔电极和元件两者材料不同，电极和元件之间形成温差电偶，这一温差在a、b 间产生温差电动势ve，ve∝ib这一效应称爱廷豪森效应，ve的大小与正负符号与i、b的大小和方向有关，跟vh与i、b的关系相同，所以不能在测量中消除。
（3）伦斯脱效应由于控制电流的两个电极与霍尔元件的接触电阻不同，控制电流在两电极处将产生不同的焦耳热，引起两电极间的温差电动势，此电动势又产生温差电流（称为热电流）q，热电流在磁场作用下将发生偏转，结果在y方向上产生附加的电势差vh且vn∝qb这一效应称为伦斯脱效应，由上式可知vh的符号只与b的方向有关。