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讲解霍尔效应ppt下载

素材大小:
2.86 MB
素材授权:
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素材格式:
.ppt
素材上传:
lipeier
上传时间:
2019-08-05 15:38:50
素材编号:
237712
素材类别:
课件PPT
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讲解霍尔效应ppt

这是讲解霍尔效应ppt,包括了背景介绍,霍尔效应,量子霍尔效应,分数量子霍尔效应,反常量子霍尔效应,霍尔效应中的负效应等内容,欢迎点击下载。

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如今由清华大学薛其坤院士领衔,清华大学、中科院物理所和斯坦福大学研究人员联合组成的团队历时4年在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破,在美国物理学家霍尔1880年发现反常霍尔效应133年后,他们从实验中首次观测到量子反常霍尔效应,这是中国科学家从实验中独立观测到的一个重要物理现象,也是物理学领域基础研究的一项重要科学发现。这一发现是相关领域的重大突破,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。这一发现或将对信息技术进步产生重大影响。 霍尔效应应被发现100多年以来,它的应用发展经历了三个阶段:  第一阶段:从霍尔效应的发现到20世纪40年代前期。最初由于金属材料中的电子浓度很大而霍尔效应十分微弱所以没有引起人们的重视。这段时期也有人利用霍尔效应霍尔效制成磁场传感器,但实用价值不大,到了1910年有人用金属铋制成霍尔元件,作为磁场传感器。但是,由于当时未找到更合适的材料,研究处于停顿状态。  第二阶段:从20世纪40年代中期半导体技术出现之后,随着半导体材料、制造工艺和技术的应用,出现了各种半导体霍尔元件,特别是锗的采用推动了霍尔元件的发展,相继出现了采用分立霍尔元件制造的各种磁场传感器。  第三阶段;自20世纪60年代开始,,随着集成电路技术的发展,出现了将霍尔半导体元件和相关的信号调节电路集成在一起的霍尔传感器。进入20世纪80年代,随着大规模超大规模集成电路和微机械加工技术的进展,霍尔元件从平面向三维方向发展,出现了三端口或四端口固态霍尔传感器,实现了产品的系列化、加工的批量化、体积的微型化。霍尔集成电路出现以后,很快便得到了广泛应用。 霍尔效应的应用 1、测量载流子浓度 根据霍尔电压产生的公式,以及在外加磁场中测量的霍尔电压可以判断传导载流子的极性与浓度,这种方式被广泛的利用于半导体中掺杂载体的性质与浓度的测量上。 2、霍尔效应还能够测量磁场 在工业、国防和科学研究中,例如在粒子回旋器、受控热核反应、同位素分离、地球资源探测、地震预报和磁性材料研究等方面,经常要对磁场进行测量,测量磁场的方法主要有核磁共振法、霍尔效应法和感应法等。具体采用什么方法,要由被测磁场的类型和强弱来确定。霍尔效应法具有结构简单、探头体积小、测量快和直接连续读数等优点,特别适合于测量只有几个毫米的磁极间的磁场,缺点是测量结果受温度的影响较大。 3、电磁无损探伤 霍尔效应无损探伤方法安全、可靠、实用,并能实现无速度影响检测,因此,被应用在设备故障诊断、材料缺陷检测之中。其探伤原理是建立在铁磁性材料的高磁导率特性之上。采用霍尔元件检测该泄漏磁场B的信号变化,可以有效地检测出缺陷存在。钢丝绳作为起重、运输、提升及承载设备中的重要构件,被应用于矿山、运输、建筑、旅游等行业,但由于使用环境恶劣,在它表面会产生断丝、磨损等各种缺陷,所以,及时对钢丝绳探伤检测显得尤为重要。目前,国内外公认的最可靠、最实用的方法就是漏磁检测方法,根据这一检测方法设计的断丝探伤检测装置,如EMTC 系列钢丝绳无损检测仪,其金属截面积测量精度为± 0.2%,一个捻距内断丝有一根误判时准确率>90%,性能良好,在生产中有着广泛的用途。 中国科学家发现的量子反常霍尔效应也具有极高的应用前景。量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场。而反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同,反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的。实现了零磁场中的量子霍尔效应,就有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件,从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题。这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用:无需高强磁场,就可以制备低能耗的高速电子器件,例如极低能耗的芯片,进而可能促成高容错的全拓扑量子计算机的诞生——这意味着个人电脑未来可能得以更新换代。   实验目的: 1、验证霍尔传感器输出电势差与螺线管内的磁感应强度成正比。 2、测量集成线性霍尔传感器的灵敏度。 3、测量螺线管内磁感应强度与位置之间的关系,求得螺线管均匀磁场范围及边缘的磁感应强度。 4、学习补偿原理在磁场测量中的应用。 实验原理 本实验采用FD-ICH-II新型教学仪器该仪器采用先进的集成线性霍尔元件测量通电螺线管内0-67mT范围的弱磁场,解决了一般霍尔元件存在的灵敏度低,剩余电压干扰及螺线管升温引起输出不稳定等不足,因而能精确测量通电螺线管磁场分布,了解和掌握集成线性霍尔元件测量磁场的原理和方法以及学会测量霍尔元件灵敏度的方法。 本霍尔传感器内含激光修正隔膜电阻,提供精确的灵敏度和温度补偿,不必考虑剩余电压影响 关键提示 本实验关键点如下: 1.接线 2.调标准工作状态 3.定标:固定位置、改变励磁电流 4.测量:固定励磁电流、改变位置 请按以上关键点阅读以下材料。 实验装置 实验装置——集成霍耳传感器探测棒、螺线管 实验装置 实验步骤:仪器调节 实验步骤:仪器调节 实验步骤:仪器调节 实验步骤:仪器调节 实验数据表格——灵敏度的测定 实验数据表格——通电螺线管内磁感应强度分布的测定 实验数据表格——通电螺线管内磁感应强度分布的测定 实验数表格——通电螺线管内磁感应强度分布的测定 实验数据处理 1、用最小二乘法求 ,相关系数r 2、计算集成霍尔元件的灵敏度K 3、确定磁场均匀区和螺线管长度 螺线管中心磁感应强度值理论: 注意事项

霍尔效应原理图PPT课件:这是一个关于霍尔效应原理图PPT课件,包括了背景介绍,实验目的,实验原理,仪器介绍,实验内容,注意事项,数据处理要求,思考题,相关知识等内容,大学物理实验 霍尔效应测量磁场 北京工业大学 王吉有 内容介绍 1,背景介绍 2,实验目的 3,实验原理 4,仪器介绍 5,实验内容 6,注意事项 7,数据处理要求 8,思考题 9,相关知识一、背景介绍霍尔效应是美国物理学家霍尔1879年发现的。根据霍尔效应原理制备的霍尔片和它的信号处理电路集成在同一个芯片上,霍尔器件是一种磁传感器,它具有许多优点:结构牢固,体积小,重量轻,寿命长,安装方便,功耗小,频率高(可达1MHZ),耐震动,不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。霍尔线性器件的精度高、线性度好;霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高(可达μm级)。直接检测出受检测对象本身的磁场或磁特性(磁感应强度、电功率、电能、大电流、微气隙中的磁场),无刷电机、无触点开关,接近开关、霍尔电键。经二次或多次转换,通过它,将许多非电、非磁的物理量例如力、力矩、压力、应力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、转数、转速以及工作状态发生变化的时间等,转变成电量来进行检测和控制 . 实验目的(1)了解霍耳效应实验原理以及有关霍耳器件对材料要求的知识,欢迎点击下载霍尔效应原理图PPT课件哦。

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