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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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。