霍爾效應(yīng)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是:固體材料中的載流子在外加磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)槭艿铰鍋銎澚Φ淖饔枚管壽E發(fā)生偏移，并在材料兩側(cè)產(chǎn)生電荷積累，形成垂直于電流方向的電場(chǎng)，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場(chǎng)斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個(gè)穩(wěn)定的電勢(shì)差即霍爾電壓。根據(jù)大量的研究揭示：參加材料導(dǎo)電過(guò)程的不僅有帶負(fù)電的電子，還有帶正電的空穴。然而，學(xué)生對(duì)空穴導(dǎo)電的理解往往比較空泛，因此，我們應(yīng)物理教學(xué)委員會(huì)的要求，設(shè)計(jì)了變溫霍爾效應(yīng)測(cè)試系統(tǒng)，供各院校物理系、材料系、電子學(xué)系等相關(guān)科系開展高年級(jí)學(xué)生實(shí)驗(yàn)。本儀器系統(tǒng)經(jīng)多次改進(jìn)，充分考慮了性價(jià)比和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的安全性要求，極為適宜實(shí)驗(yàn)教學(xué)。該儀器系統(tǒng)還是兩次實(shí)行國(guó)際招標(biāo)的中標(biāo)產(chǎn)品。其具有如下特點(diǎn)：

◆選用高靈敏度的標(biāo)準(zhǔn)樣品。其霍爾電壓較高，用4位半的微伏 表即可完成測(cè)量。因此大大降低了測(cè)量系統(tǒng)的造價(jià)；

◆可換向永磁體是專門為本實(shí)驗(yàn)研制的，其造價(jià)低、使用安全、磁極換向直觀方便；

◆測(cè)量系統(tǒng)集中到一臺(tái)儀器上，操作簡(jiǎn)單，接線方便；

◆自帶一個(gè)N型耐低溫霍爾片，其在室溫附近已經(jīng)標(biāo)定，可以用來(lái)測(cè)磁場(chǎng)。在全溫區(qū)可與P型樣品對(duì)照霍爾電壓方 向及大小的變化。

◆可用于中低阻樣品的科學(xué)研究。

本儀器系統(tǒng)在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中涉及較為豐富的教學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

變溫霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)已列入近代物理實(shí)驗(yàn)的低溫、固體物理實(shí)驗(yàn)中。我公司生產(chǎn)的這套設(shè)備適用溫區(qū)廣，所選標(biāo)準(zhǔn)樣品在低溫下是典型的P型半導(dǎo)體，在室溫下又是典型的N型半導(dǎo)體，其待測(cè)量的霍爾電壓信號(hào)強(qiáng)，但對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的要求并不高，使用簡(jiǎn)便，性價(jià)比高，受到各近代物理實(shí)驗(yàn)室歡迎。在做學(xué)生實(shí)驗(yàn)方面有如下特點(diǎn)：

◆ 學(xué)生可以打開恒溫器尾部，觀察一個(gè)實(shí)際實(shí)驗(yàn)樣品是如何安裝和焊接引線的，為將來(lái)從事科研工作打下一定基礎(chǔ)

◆ 了解低溫恒溫器的結(jié)構(gòu)和如何減少固體漏熱、輻射漏熱、氣體分子運(yùn)動(dòng)漏熱

◆ 實(shí)驗(yàn)前要對(duì)恒溫器夾層抽真空，實(shí)踐如何使用真空泵產(chǎn)生與測(cè)量真空

◆ 應(yīng)用已標(biāo)定的霍爾片，測(cè)量可換向永磁體的中心磁場(chǎng)或其它磁場(chǎng)

◆ 學(xué)習(xí)加注液氮，掌握低溫流體的特性、使用安全注意事項(xiàng)和低溫實(shí)驗(yàn)的基本技能

◆ 了解溫度的測(cè)量和低溫溫度的控制

◆ 實(shí)測(cè)兩種載流子的霍爾電壓，驗(yàn)證P型導(dǎo)電到N 型導(dǎo)電的轉(zhuǎn)變

同時(shí)，本儀器可擴(kuò)展用于科研。即，焊脫恒溫器內(nèi)隨機(jī)樣品的引線，換上用戶樣品，即可用于科學(xué)研究。

霍爾效應(yīng)系統(tǒng)適用范圍

本儀器可用于霍爾效應(yīng)、載流子類型、載流子類型轉(zhuǎn)變的演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)。也可焊脫恒溫器內(nèi)隨機(jī)樣品的引線，換上用戶的樣品，用于科學(xué)研究；例如研究變溫磁阻、超導(dǎo)、電阻溫度特性、變溫光電、變溫磁光（需另購(gòu)帶光學(xué)窗口的尾套）等。具有用途廣、造價(jià)低、使用方便的特點(diǎn)。

霍爾效應(yīng)系統(tǒng)組成

本儀器系統(tǒng)由可換向永磁磁鐵、CVM－200霍爾效應(yīng)儀、連接電纜、SV－12變溫恒溫器、控溫儀、和裝在恒溫器內(nèi)冷指上的霍耳探頭、標(biāo)準(zhǔn)樣品組成。為本儀器系統(tǒng)專門研制的CVM－200霍爾效應(yīng)儀將恒流源，四位半微伏表及霍耳測(cè)量復(fù)雜的切換繼電器——開關(guān)組裝成一體，大大減化了實(shí)驗(yàn)的連線與操作。CVM－200表還可單獨(dú)做恒流源、微伏表使用。

霍爾效應(yīng)系統(tǒng)主要技術(shù)指標(biāo)

此處只列出系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)。

◆ 磁場(chǎng)： >4500高斯

◆ 樣品電流：10納安~199.99毫安

◆ 測(cè)量電壓：1微伏~19.999毫伏

◆ 控溫精度：可達(dá)±0.1K（與實(shí)驗(yàn)技巧有關(guān)）

◆ 最小分辨率：0.01K

◆ 變溫范圍：80K--325K（可升級(jí)至500K）

◆ 恒溫器液氮容量：200mL

◆ 靜態(tài)液氮保持時(shí)間：大于5個(gè)小時(shí)（與預(yù)抽真空有關(guān)）

說(shuō)明：本系統(tǒng)各部件均有獨(dú)立的使用說(shuō)明和詳細(xì)的技術(shù)指標(biāo)。