【摘要】 由于在霍尔效应中,还伴随着爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪-勒杜克效应和不等位电势差等副效应,这些副效应对霍尔电压的测量带来系统误差。

由于在霍尔效应中,还伴随着爱廷豪森效应、能斯脱效应、里纪-勒杜克效应和不等位电势差等副效应,这些副效应对霍尔电压的测量带来系统误差。在实验室里,消除这些系统误差常用的方法是用对称法,即通过换向器来改变通过霍尔片的工作电流方向和磁感应强度方向。

 

(1)爱廷豪森效应

爱廷豪森效应表现为:在霍尔片发生霍尔效应时,由于截流子移动速率不同,向霍尔片两侧偏移,由于温度高低与区域内截流子平均速率有关,平均速率大则温度高,从而在霍尔片两侧产生温度差,进而产生温差电压UE,该电压的大小与流过的电流与磁感应强度的乘积成正比,方向受电流方向和磁场方向的影响,且始终与霍尔电压方向相同。

 

式1 爱廷豪森效应产生的电压与工作电流和磁感应强度之间的关系式

 

由于爱廷豪森效应引起的电压方向始终与霍尔电压方向相同,它们同时随工作电流方向和磁感应强度方向的改变而改变,所以采用改变电流方向和磁感应强度方向无法消除爱廷豪森效应对霍尔电压的影响,但是一般爱廷豪森效应引起的电压非常小,所以在很多测试中通常被忽略。通过霍尔片的工作电流通常用交流电可以消除爱廷豪森效应,这是由于霍尔效应的建立所用时间很短(大约在10-14~10-12秒内),而稳定的温度差的建立需要时间较长(约几秒),所以使用周期不是很长的交流电即可消除爱廷豪森效应对霍尔电压的影响。

 

[1] 魏国荣 薄永红, 对霍尔效应实验系统误差的研究[J], 内燃机与配件 2020,(24),1-4

[2] 倪忠楚, 霍尔效应中副效应的理论研究[J], 电子世界 2018,(05),172-173