李潮锐

(中山大学 a.物理学院; b.物理国家级实验教学示范中心，广东 广州 510275)

利用导体或半导体的霍尔效应，可以测定材料的导电类型和载流子浓度. 通过测量霍尔系数随温度变化关系，可以确定半导体的禁带宽度、杂质的电离能及迁移率的温度特性等. 从微观角度，可研究材料的磁性质和磁相变. 霍尔效应测量中总伴随着爱廷豪森效应、能斯特效应、里纪-勒杜克效应和不等位电势差等各种副效应[1-4]，从而影响霍尔电压测量准确性. 霍尔效应最基本实验技术是直流电测量法[5-9]，即采用直流样品电流和稳恒外磁场测量材料霍尔系数(电压)，通过对样品电流和外磁场分别换向测量取平均以消除主要副效应. 对于变温霍尔效应测量，由于每温度点需要改变4次实验条件产生测量采样延时，样品温度稳定性将直接影响实验结果可靠性. 调制磁场交流霍尔电压测量方法既可达到变温快速测量，又能实时消除若干副效应. 原理上，建立霍尔电场(电压)所需时间极短，为10-8～10-7s. 一般认为，频率不高于1 kHz交流样品电流的实验结果与直流实验结果反映了相同的物理过程(霍尔效应)，因而使用交流样品电流取代直流换向是合理的测量方法. 当采用调制磁场取代直流磁场换向时，使用低频交流励磁电流以确保产生低畸变的同频调制磁场(用于霍尔测量). 利用数字锁相放大器对被测信号的完整周期离散傅里叶分析技术特点，确保调制磁场交流……