霍爾效應(yīng)系統(tǒng)簡介
霍爾效應(yīng)的本質(zhì)是:固體材料中的載流子在外加磁場中運動時，因為受到洛侖茲力的作用而使軌跡發(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，最終使載流子受到的洛侖茲力與電場斥力相平衡，從而在兩側(cè)建立起一個穩(wěn)定的電勢差即霍爾電壓。根據(jù)大量的研究揭示：參加材料導(dǎo)電過程的不僅有帶負(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)委員會的要求，設(shè)計了變溫霍爾效應(yīng)測試系統(tǒng)，供各院校物理系、材料系、電子學(xué)系等相關(guān)科系開展高年級學(xué)生實驗。本儀器系統(tǒng)經(jīng)多次改進(jìn)，充分考慮了性價比和學(xué)生實驗的安全性要求，極為適宜實驗教學(xué)。該儀器系統(tǒng)還是兩次實行國際招標(biāo)的中標(biāo)產(chǎn)品。其具有如下特點：
◆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 表即可完成測量。因此大大降低了測量系統(tǒng)的造價；
◆可換向永磁體是專門為本實驗研制的，其造價低、使用安全、磁極換向直觀方便；
◆測量系統(tǒng)集中到一臺儀器上，操作簡單，接線方便；
◆自帶一個N型耐低溫霍爾片，其在室溫附近已經(jīng)標(biāo)定，可以用來測磁場。在全溫區(qū)可與P型樣品對照霍爾電壓方 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)生實驗中涉及較為豐富的教學(xué)實驗內(nèi)容
變溫霍爾效應(yīng)實驗已列入近代物理實驗的低溫、固體物理實驗中。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，其待測量的霍爾電壓信號強，但對磁場強度的要求并不高，使用簡便，性價比高，受到各近代物理實驗室歡迎。在做學(xué)生實驗方面有如下特點：
◆ 學(xué)生可以打開恒溫器尾部，觀察一個實際實驗樣品是如何安裝和焊接引線的，為將來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、氣體分子運動漏熱
◆ 實驗前要對恒溫器夾層抽真空，實踐如何使用真空泵產(chǎn)生與測量真空
◆ 應(yīng)用已標(biāo)定的霍爾片，測量可換向永磁體的中心磁場或其它磁場
◆ 學(xué)習(xí)加注液氮，掌握低溫流體的特性、使用安全注意事項和低溫實驗的基本技能
◆ 了解溫度的測量和低溫溫度的控制
◆ 實測兩種載流子的霍爾電壓，驗證P型導(dǎo)電到N 型導(dǎo)電的轉(zhuǎn)變
同時，本儀器可擴展用于科研。即，焊脫恒溫器內(nèi)隨機樣品的引線，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)生實驗。也可焊脫恒溫器內(nèi)隨機樣品的引線，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（需另購帶光學(xué)窗口的尾套）等。具有用途廣、造價低、使用方便的特點。
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量復(fù)雜的切換繼電器——開關(guān)組裝成一體，大大減化了實驗的連線與操作。CVM－200表還可單獨做恒流源、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： >4500高斯
◆ 樣品電流：10納安~199.99毫安
◆ 測量電壓：1微伏~19.999毫伏
◆ 控溫精度：可達(dá)±0.1K（與實驗技巧有關(guān)）
◆ 最小分辨率：0.01K
◆ 變溫范圍：80K--325K（可升級至500K）
◆ 恒溫器液氮容量：200mL
◆ 靜態(tài)液氮保持時間：大于5個小時（與預(yù)抽真空有關(guān)）
說明：本系統(tǒng)各部件均有獨立的使用說明和詳細(xì)的技術(shù)指標(biāo)。
