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CVM200变温霍尔效应测量系统

 


一、霍尔效应系统简介

    霍尔效应的本质是:固体材料中的载流子在外加磁场中运动时,因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移,并在材料两侧产生电荷积累,形成垂直于电流方向的电场,最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡,从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。根据大量的研究揭示:参加材料导电过程的不仅有带负电的电子,还有带正电的空穴。然而,学生对空穴导电的理解往往比较空泛,因此,我们应物理教学委员会的要求,设计了变温霍尔效应测试系统,供各院校物理系、材料系、电子学系等相关科系开展高年级学生实验。本仪器系统经多次改进,充分考虑了性价比和学生实验的安全性要求,极为适宜实验教学。该仪器系统还是教育部两次实行贷款国际招标的中标产品。其具有如下特点:

    ◆  选用高灵敏度的标准样品。其霍尔电压较高,用4位半的微伏 表即可完成测量。因此大大降低了测量系统的造价;
    ◆  可换向永磁体是专门为本实验研制的,其造价低、使用安全、磁极换向直观方便;
    ◆  测量系统集中到一台仪器上,操作简单,接线方便;
    ◆  自带一个N型耐低温霍尔片,其在室温附近已经标定,可以用来测磁场。在全温区可与P型样品对照霍尔电压方 向及大小的变化。
    ◆  可用于中低阻样品的科学研究。

本仪器系统在学生实验中涉及较为丰富的教学实验内容


    变温霍尔效应实验已列入近代物理实验的低温、固体物理实验中。我公司生产的这套设备适用温区广,所选标准样品在低温下是典型的P型半导体,在室温下又是典型的N型半导体,其待测量的霍尔电压信号强,但对磁场强度的要求并不高,使用简便,性价比高,受到各近代物理实验室欢迎。在做学生实验方面有如下特点:
     ▲ 学生可以打开恒温器尾部,观察一个实际实验样品是如何安装和焊接引线的,为将来从事科研工作打下一定基础

     ▲ 了解低温恒温器的结构和如何减少固体漏热、辐射漏热、气体分子运动漏热
     ▲ 实验前要对恒温器夹层抽真空,实践如何使用真空泵产生与测量真空
     ▲ 应用已标定的霍尔片,测量可换向永磁体的中心磁场或其它磁场
     ▲ 学习加注液氮,掌握低温流体的特性、使用安全注意事项和低温实验的基本技能
     ▲ 了解温度的测量和低温温度的控制
     ▲ 实测两种载流子的霍尔电压,验证P型导电到N 型导电的转变
    同时,本仪器可扩展用于科研。即,焊脱恒温器内随机样品的引线,换上用户样品,即可用于科学研究。

二、霍尔效应系统适用范围


    本仪器可用于霍尔效应、载流子类型、载流子类型转变的演示和学生实验。也可焊脱恒温器内随机样品的引线,换上用户的样品,用于科学研究;例如研究变温磁阻、超导、电阻温度特性、变温光电、变温磁光(需另购带光学窗口的尾套)等。具有用途广、造价低、使用方便的特点。

三、霍尔效应系统组成


    本仪器系统由可换向永磁磁铁、CVM-200霍尔效应仪、连接电缆、SV-12变温恒温器、控温仪、和装在恒温器内冷指上的霍耳探头、标准样品组成。为本仪器系统专门研制的CVM-200霍尔效应仪将恒流源,四位半微伏表及霍耳测量复杂的切换继电器——开关组装成一体,大大减化了实验的连线与操作。CVM-200表还可单独做恒流源、微伏表使用。

四、霍尔效应系统主要技术指标


    此处只列出系统的主要技术指标。
    ▲ 磁    场:  大于3500高斯
    ▲ 样品电流:2纳安~200毫安
    ▲ 测量电压:2微伏~19.999毫伏
    ▲ 控温精度:可达±0.2℃/30分钟(与实验技巧有关)
    ▲ 最小分辨率:0.01℃/K
    ▲ 变温范围:80K--320K
    ▲ 恒温器液氮容量:200毫升
    ▲ 静态液氮保持时间:4~-6小时(与预抽真空有关)
     说明:本系统各部件均有独立的使用说明和详细的技术指标,请参阅。 

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