是比值
RmpopRm
op
的函数,由下式确定
(21)范得堡法也可用于作霍尔效应的测量。一对不相邻的电极,例如M、O用来通入电流,另外一对电极P、N用来测量电位差。霍尔系数由下式给出
22式中B为垂直于样品的磁感应强度值。Vp
代表加磁场后P、N之间电位差的变化。(五)、实验中的副效应及其消除方法在霍耳系数的测量过程中,伴随着下列一些热磁副效应所产生的电位,叠加在测量值
VH上,引起测量误差。
1、爱廷豪森效应:载流子在电场和磁场作用下发生偏转时,其动能以热能形式释放出来,则在霍尔电压方向上产生温差,从而产生温差电动势VE∝BI。E和霍耳电压一样,和V与IB的方向都有关系。2、能斯特效应:即使没有电流通过样品,只要在电流方向有热流Q,在霍尔电压方向上就会叠加上电动势VN∝BQ,其方向由B决定。3、里纪勒杜克效应:当沿电流方向有热流Q通过样品时,则在霍尔电压方向上存在温度梯度场T
T
RL,引起温差电位VRL∝QB,其方向由B决定。
由此可见,除了爱廷豪森效应以外,采用范得堡尔法测量霍耳电压时,可以通过磁场换向及电流换向的方法消除能斯特效应和里纪勒杜效应。二、所需仪器:所需仪器:本实验使用的VTHM1型变温霍耳效应仪是由DCTU85电磁铁及恒流电源,SV12变温恒温器,TCK100控温仪,CVM2000电输运性质测试仪,连接电缆,装在恒温器内冷指上碲镉汞单晶样品组成。如图7所示。1、样品:厚094毫米碲镉汞单晶,最大电流50毫安。在低温下是典型的P型半导体,而在室温下又是典型的N型半导体,范得堡法样品,其电阻率较低。
f2、磁场部分本实验中稳定磁场是利用一个DCTU85型电磁铁和一个DCTU85D型稳流源产生的。调节稳流源电流大小可获得不同B值,并预先用高斯计进行定标。为了避免磁阻效应,必须在弱场条件下进行测量,一般取值为0045T。3、温度的测量与控制TCK100型控温仪是以XSCAHRTZCORS232型PID控制仪为基础,配专门设计软件与外围电路的科学实验用低温温度控制器。SV12恒温器是利用稳态气泡原理(SVB)控温的低温恒温器。其主液池中装有液氮,通过调节锥形气塞间隙,改变气液界面的成核沸腾条件,使恒温块的漏热稳定在一定值上,再通过TCK100控温仪调节加热电流就可以使样品在低温液体温度到室温之间快速变温,并准确的平衡在设定温度上。
图7
变温霍尔效应系统示意图
4、测量部分CVM2000型电输运性质测试仪是由三部分组成的仪器。(1)、霍耳效应测量仪,它能容纳两块样品,设有样品选择键,既可r