霍爾效應測(cè)試儀的工作(zuò)原(yuán)理(lǐ)

更(gēng)新時間：2014-12-03

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在均(jūn)匀(yún)強磁(cí)場B中放(fàng)入(rù)一塊(kuài)板狀金(jīn)屬導體，並與磁場(cháng)B方(fāng)向(xiàng)垂直如(rú)圖1-1，在金屬板(bǎn)中(zhōng)沿與磁場(cháng)B垂(chuí)直(zhí)的方向(xiàng)通(tōng)以電(diàn)流(liú)I 的時候，在(zài)金屬板上(shàng)下(xià)表麵之間(jiān)會(huì)出現橫向(xiàng)電勢差HU，這種現(xiàn)象稱為(wéi)霍(huò)爾效(xiào)應(yīng)，電勢差HU稱(chēng)為(wéi)霍(huò)爾(ěr)電勢差。進一步的(dí)觀(guān)察實驗還(huán)指出，霍(huò)爾電勢差HU大小(xiǎo)與磁(cí)感應強(qiáng)度(dù)B和電流強(qiáng)度I的大(dà)小都成(chéng)正(zhèng)比，而與金屬板的(dí)厚度d成反(fǎn)比，即(jí))(/VdIBRUHH。式(shì)中(zhōng))(13CmRH僅(jǐn)與(yǔ)導體材料(liào)有關(guān)，稱(chēng)為(wéi)霍爾(ěr)係數(shù)。當時(shí)雖然發現了(liǎo)霍(huò)爾效應現象，但(dàn)在(zài)發現電子(zǐ)以前，人(rén)們不知道導(dǎo)體(tǐ)中的載流(liú)子是(shì)什麼(mó)，不(bù)能從電子(zǐ)運動的角度加以解釋(shì)霍(huò)爾效應的(dí)物(wù)理現象，現(xiàn)在我(wǒ)們(mén)按電(diàn)子(zǐ)學理(lǐ)論(lùn)對霍(huò)爾效(xiào)應(yīng)做(zuò)了(liǎo)如下(xià)的解(jiě)釋(shì)：金(jīn)屬(shǔ)中的電(diàn)流就(jiù)是自由(yóu)電(diàn)子的(dí)定向流(liú)動，運動中(zhōng)的(dí)電子在磁場(cháng)中(zhōng)要(yào)受到洛(luò)侖(lún)茲(zī)力(lì)的作用。

霍(huò)爾(ěr)效(xiào)應從本(běn)質(zhì)上(shàng)講是運動(dòng)的帶(dài)電粒(lì)子(zǐ)在(zài)磁場中受洛(luò)侖茲力作(zuò)用(yòng)而引起的(dí)偏轉(zhuǎn)。當帶電(diàn)粒子(zǐ)（電(diàn)子(zǐ)或空穴）被約(yuē)束在固體材料(liào)中，這種(zhǒng)偏轉就導致(zhì)在垂直(zhí)電(diàn)流和磁場方(fāng)向上產生(shēng)正(zhèng)負電荷的(dí)聚(jù)積，從(cóng)而(ér)形成附(fù)加的橫(héng)向電場(cháng)，即霍爾電場HE。如(rú)圖1-1所示(shì)的(dí)半導體試樣，若在X方(fāng)向通(tōng)以(yǐ)電流SI，在Z方向加磁場B，則在Y方向即試樣A-A/ 電(diàn)極(jí)兩側就開始(shǐ)聚集異號電(diàn)荷而(ér)產生(shēng)相應(yīng)的附(fù)加電場(cháng)。電(diàn)場的指向取決於試樣的(dí)導(dǎo)電(diàn)類型。

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