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霍尔效应的应用(霍尔效应的应用论文)

作者:投稿用户     更新时间:2025-11-09     热度:259
内容摘要:霍尔效应的应用(霍尔效应的应用论文)现代化应用基本都是霍尔效应的连锁应用。举例来说,用作汽车开关电路上的功率霍尔电路,具有抑制电磁干扰的作用。许多人都知道,轿车的自动化程度越高,微电子电路越多,就越怕电磁

霍尔效应的应用

1879年,霍尔效应的应用,埃德温·霍尔(EdwinHall)设计了一个实验,可以用来识别导电材料中主要载流子的特征。从历史的角度来看,这个实验首次证明了大多数金属中的载流子是带负电荷的。

霍尔效应的应用(霍尔效应的应用论文)

霍尔效应的应用(霍尔效应的应用论文)

霍耳效应是一种非常重要的物理效应,可用于测量不同材料的磁场、载流子密度或霍耳系数。

当载流导体I被置于横向磁场B中时,垂直于导体I和导体B的导体内就会感应出电场E。这种现象称为霍尔效应。

由于施加磁场而产生的电压或电场也称为霍尔电压或霍尔场。

我们知道p型半导体和n型半导体是两种半导体。

在n型半导体中,自由电子是多数载流子,空穴是少数载流子。这意味着n型半导体中的大部分电流是由自由电子传导的。

在p型半导体中,空穴是多数载流子,自由电子是少数载流子。这意味着p型半导体中的大部分电流是由空穴传导的。

霍尔效应的应用论文

霍尔效应是洛伦兹力作用下带电粒子运动的一个重要考察点,霍尔效应的应用,这期我们来看一看。

一、基础知识

将一载流导体放在磁场中时,由于洛伦兹力的作用,会在与磁场和电流所在平面垂直的方向上出现横向电势差,这一现象称之为霍尔效应。霍尔效应是由美国物理学家霍尔于1879年发现。如下图所示,霍尔效应的应用,

若存在电流I在金属导体中流动,方向与磁感应强度B的方向,导体的高度和宽度分别为b和h。设导体单位体积内的自由电子数为n,电子的电量为e,电子的定向移动平均速度为v,那么根据电流的微观定义式有:I=nqSv=nehbv。由于洛伦兹力的存在,就会在上下表面产生电荷,从而产生电场。直到洛伦兹力和电场力平衡,带电粒子不再偏转,此时qE=qU/b=eU/b=qvB=evB,结合电流的微观表达式,可以知道,U=IB/neh。这个U我们称之为霍尔电压,它的大小显然与b无关,即与受力平衡方向的导体厚度无关。其中的1/ne由导体自身决定,我们称之为导体的霍尔系数。

霍尔效应的应用举例

据中新网1月8日消息,中国2018年度国家科技奖励大会8日在北京举行,中国科学院院士、清华大学副校长薛其坤教授领导的清华大学、中科院物理研究所实验团队完成的“量子反常霍尔效应的实验发现”项目,获得本年度国家自然科学奖项中唯一的一等奖。

薛其坤教授1987年考入中国科学院物理研究所师从陆华研究员攻读硕士和博士学位。1992-1994年作为中日联合培养博士生在日本东北大学金属材料研究所樱井研究室做访问研究。1996-1997年他以访问助理教授身份在美国北卡莱罗纳州立大学物理系Aspnes教授的研究组做研究一年。

1999年薛其坤教授回到中国,着手搭建在中科院物理所的实验室,着力发展国内落后的高灵敏的试验技术,并大力培养这方面国内稀缺的人才。他先后作为首席科学家承担了科技部的重大研究计划项目。在拓扑绝缘体、低维超导和纳米科学等三个物理学的热点研究方向上,他的研究团队研究水平处于世界领先行列,霍尔效应的应用,在国际上开辟了利用分子束外延-扫描隧道显微镜研究的拓扑绝缘体和低维超导的研究方向。

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