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锁相放大器霍尔效应测量

锁相放大器霍尔效应测量

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  • 发布时间:2020-05-20 11:10
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相关产品: MFLI

应用说明

霍尔效应表现为垂直于运动的电荷载流子和外部磁场感应的电势差。该效应被广泛用于材料表征和磁场感应。

材料表征

对材料进行表征后,它会暴露在已知的磁场B中。同时,测量霍尔电压Vxy(参见图),样品Vxx两端的电压以及通过该材料的电流IR。根据这些测量,可以推断出材料性质,例如电荷载流子密度,电荷载流子ji性,电荷载流子迁移率和材料的电导率。

通过测量量子霍尔效应及其许多导数:整数,分数,自旋,反自旋等,该技术还用于测量二维电子气(2DEG)材料的新型物理性质。

磁场感应

当材料特性众所周知时,可以使用霍尔效应推断许多数量级的外部磁场。可以通过将直流电压施加到样品上来进行测量,但是,交流测量通常会导致更快,更准确的结果。AC测量的其他好处包括更高的精度和灵敏度,通常会在更宽的测量范围内带来更大的信噪比(SNR)。

测量方法

如图所示,使用两个锁定放大器进行测量。锁相放大器1(表示为MFLI 1)提供恒定的AC电压,以将电流感应到样品中。放置一个限流电阻器RL(其电阻比电路中所有其他电阻的电阻大得多)通常就足够了,并假设电流在测量过程中保持恒定。也可以通过测量流经样品的电流来实现测量。锁相放大器1测量霍尔电压Vxy,而锁相放大器2(表示为MFLI 2)测量样品两端的电压Vxy。对于苏黎世仪器公司的MFLI锁相放大器,还可以使用电流输入和MF-MD多解调器选件来测量电流。

为了确保数据在测量过程中与磁场对准,锁定放大器需要进行频率,时钟和时间戳同步。这要归功于MFLI的多设备同步(MDS)功能。

 

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参考资料

瑞士Zurich Instruments 官网资料整理

 

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