S系列数字源表测半导体霍尔效应

霍尔效应是一种电磁感应现象，当电流垂直于外磁场通过半导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，如�?所示。霍尔效应测试中我们一般测试霍尔电压V_H、电阻率ρ、霍尔系数R_H、载流子浓度n、霍尔迁移率μ_H等参数、�/p>

霍尔效应

霍尔电压

首先我们测试霍尔电压V_H，按下图连接方式连接电路，施加一个垂直样品平面的磁场B，然后点击设�?amp;mdash;—输出设置，将源表调为4线前面板输出模式，再返回主界面点击测量，将源表设置为电流源模式，设置源限值，点击“OUTPUT”，向1�?方向输入电流，测�?�?间电压、�/p>

�? 霍尔电压测试电路

注意：在2线模式下搭建和拆除电路，禁止�?线模式下插拔、�/p>

测试中会受到不等电势位、爱廷豪森效应、伦斯脱效应等因素的影响，为了保证测试结果的准确度，测试中采取对称测量法。首先我们规定磁场由下向上为正，电流�?�?为正。具体操作如下：

①、提供正向磁场（+B），正向电流�?I）；测得电压V₁：�/p>

②、提供正向磁场（+B），反向电流�?I）；测得电压V₂：�/p>

③、提供反向磁场（-B），反向电流�?I）；测得电压V₃：�/p>

④、提供反向磁场（-B），正向电流�?I）；测得电压V₄：�/p>

霍尔电压为：

电阻玆�/strong>

测试电阻率我们使用范德堡技术，给相邻的两点提供电流，测试对立边的两点的电压，此时不需要提供磁场，具体的操作如下图9所示、�/p>

�? 范德堡技术测试方泔�/p>

测试完成后利用测试所得的数据先计算出电阻率，计算出两个电阻率的�?amp;rho;_A�?amp;rho;_B:

t_S是以厘米为单位的样品的厚度；

V₁-V₈代表电压测量出的电压；测得的电压应该小于5V，一般为mV：�/p>

I是以安培为单位流过样品的电流：�/p>

f_A、f_B是基于样品对称性的几何因数，如果样�?*对称则f_A=f_B=1，我们测试中一般选择正方形的样品，正方形�?*对称的、�/p>

如果ρ_A�?amp;rho;_B相差大于10%，则测试的样品不够均匀，那使用范德堡技术就不能准确的确定电阻率，要放弃该方法测试、�/p>

其他参数

霍尔系数R_H９�/p>

载流子浓度n９�/p>

霍尔迁移�?amp;mu;_H:

V_H�?.1中测试的电压、t_S为样品的厚度、B�?.1测试中提供的磁场，I�?.1中提供的电流�?amp;rho;�?.2中测试所得的电阻率。通过上面的计算公式，我们可以将霍尔系数R_H、载流子浓度n、霍尔迁移率μ_H都计算出来、�/p>

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