產品簡述
在 20 世紀上半葉，霍爾系數及電阻率的測量一致推動著固體導電理論和半導體電子論的發展。 霍爾系數與電導率的測量是分析半導體純度及雜質種類的重要手段。霍爾效應不但使測定半導體材 料電學參數的主要手段，而且利用該效應制成的霍爾器件已廣泛用于非電量的電測量、自動控制和 信息處理等方面。 一般的教學用變溫霍爾效應實驗儀的溫度范圍約在-200℃～+150℃，溫度從低到高基本可以包 括半導體的強電離區（含飽和區）、過渡區和本征激發區。通過測量霍爾系數和電導率隨溫度的變化 可以計算出載流子遷移率隨溫度的變化，并反映載流子的激發和散射機制；通過測量本征激發區的 霍爾系數隨溫度的變化關系還可以計算出半導體的禁帶寬度。由于低溫需要使用液氮，且實際使用 是在連續自然升溫過程中進行數據采集，其配套的硬件成本也更高，同時對液氮的保管存儲也增加 了額外的管理負擔，低溫對于教學也存在一定的安全隱患。為了克服上述不足、達到同樣的教學目 標，本實驗儀通過精心篩選多種不同的霍爾元件，可以實現在-20℃～+140℃范圍內體現飽和區、過 渡區和本征激發區的特點。 通過實驗，可以判斷導電類型，并深刻認識到溫度對半導體有關參數（如載流子濃度、電導率、 霍爾系數、遷移率等）的具體影響，繪制相關溫度特性曲線；可以根據載流子激發機制和散射機制 對溫度特性曲線做出解釋，加深對相關知識的理解；還可以計算個別半導體的禁帶寬度，并認識摻 雜對半導體特性的影響等。
產品特點
1. 實驗溫度在-20℃～+140℃相對安全的范圍內。一溫度（精確到 0.1℃）的穩定調節，優于液 氮難以穩定的單向升溫過程，同時不引入耗
2. 利用半導體熱電片可以實現實驗溫度范圍內任材和管理成本（如液氮）。
3. 溫度測量準確、響應迅速，即使手動調節也能達到 1 分鐘內溫度基本穩定。
4. 待測樣品種類豐富，包含 4 種半導體材料、2 種不同導電類型，可研究摻雜濃度對元件溫度
敏感性的影響，并直觀地顯示出半導體中含有空穴和電子兩種載流子類型。
5. 可以采用兩種實驗方法對樣品的霍爾系數和電導率進行測量。
6. 采用通用萬用表，可在多場景、多實驗中使用，特別適合創新實驗室。
7. 由于工作電流和勵磁電流均可調，本實驗儀既可以完成變溫霍爾效應實驗，也可以完成室 溫霍爾效應的相關實驗內容。
實驗內容
1. 測量不同樣品（包括 3 個 N 型和 1 個 P 型材料）的霍爾電壓、工作電壓與溫度的關系
2. 研究不同樣品的霍爾系數、電導率、載流子遷移率與溫度的關系曲線
3. 通過霍爾電壓與溫度的關系，計算處于本征激發區的樣品的禁帶寬度
4. 研究不同樣品的磁阻效應。
5. 研究室溫下霍爾電壓與工作電流的關系，計算室溫下的霍爾靈敏度
6. 研究室溫下霍爾電壓與磁感應強度的關系
