简介

1879年Edwin H. Hall发现了霍尔效应。霍尔效应的本质是：固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，最终使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示：参加材料导电过程的不仅有带负电的电子，还有带正电的空穴。

多样的固有物理性质会影响材料的电子表现。大多数这些表现都是与热电相关的。其中的一些效应可通过控制样品周围的温度来减小样品中的热梯度的方式来减弱。Lake Shore的霍尔效应测试系统可控制温度和磁场强度来产生正确、可靠的霍尔效应和电子传输测量结果。霍尔效应已被广泛的用于测量半导体和金属的电子传输特性。

霍尔效应和电子传输测量对于诸多半导体材料如：Si、Ge、GaAs、GaN、AlGaAs、CdTe、HgCdTe, 和磁控电阻器。GMR薄膜，高温超导体的性质测量来说，意义重大。传送霍尔效应的测量可使您获得更多的信息。传送霍尔效应测量很适合进行。Lake Shore 霍尔效应/电子传输测量系统是一种先进的用于分析材料电传特性的系统，操作简单、精确，允许用户既可测量样品的温度也可测量样品的磁通。

可测试材料：

半导体、金属、超导体；薄膜和块状材料；单晶和多晶；单载流子和多载流子。

应用:

测量分析载流子分布，以评估多层材料特性，并测量多载流子的具体性能。 

通过测量活动载流子的密度来检查掺杂效力。

检查诸如：CVD和MBE的半导体生长系统的纯度。

控制半导体生产中的质量。 

使测量更简单:

在数据采集过程中可控制操作。

允许用户通过计算机进行虚拟仪器的操作和控制。

通过积极地控制磁场来获得可靠的测量结果。

允许用户完全自行设计实验过程来满足特殊需要。

实时持续地监视实验过程，以图表的形式显示实验数据。

自动记录数据。

为以后的处理、分析和显示在计算机中存储数据。

允许用户自己编写程序，以使该程序具有更强大的功能。

如何选择霍尔效应系统

应该从磁场范围、温度范围及阻值范围几方面来考虑：

● 磁体的选择

    磁体是霍尔效应系统中的一个主要部件。因为磁场决定了霍尔系统可进行何种测量，所以，有必要知道目前的需要和将来的需要。我们既提供了由电磁铁组成的系统，又有超导磁铁组成的系统。

    电磁铁：有4、7英寸的。它们会产生2特斯拉的最大磁场，通常适用于较大尺寸的样品。不同的温度容器可作为选件添加。

超导磁体：Lake Shore提供产生9特斯拉磁场的超导磁体。通常，适于小尺寸样品。温度范围可从液氦到室温。高温范围也可选择。超导磁体通常被用于Lake Shore的低温霍尔系统中。

● 温度范围的选择

    电子传输特性随温度变化有较大的变化。仅在室温下测量是不够的。如用液氮制冷至77K可减小由于晶格振动而引起的电子散射，能够更清楚的观察到掺杂和结构缺陷。在最低温度时（〈10K〉Shubnikov-de Haas 摆动和量子霍尔效应的测量可以获得更多的信息。     

不同的恒温器通过积极的控温方法使同样的测量可获得更好的重复性。积极的温度控制对一些材料至关重要，比如：半绝缘的GaAs，在室温下，10%的温变便可能引起电阻变化。    

使用不同的恒温器，可通过载流子的不同的激励能量来鉴别它们。如果一种材料有意在不同的温度下使用，就可以确定在一种温度下是否可用。  

这就是温度因素的重要性。

当使用不同的低温系统时，可考虑不同的制冷方法：

    （1）液体制冷剂        （2）闭环制冷机。

若要在高温下测量，可以使用高温炉。

●  阻值范围的选择

许多电子传输测量需要测量样品的阻值。当用户想知道电阻率时，系统测得样品的电阻，然后把它转换成用户希望电阻率下的值。可测电阻的范围与所需精度是由系统的特性决定的。

高阻：测量高阻样品要求一个精密的低噪微电流源。该电流源必须有一个高效的输出电阻，并且电压计的输入电阻、转换卡和连线的总电阻必须远大于样品电阻。三轴电缆可以减小漏电和电缆电容。 

低阻：测量低阻样品需要高电流源和很灵敏的电压计。测量系统必须把噪音、漂移和热电电压降到最小以获得正确的低电压值。

三、系统组成 

包含硬软件部分。硬件部分包含磁性、温度测量和控制部件及测试仪表。可根据不同的磁场和温度要求选择不同的附件组成相应的测试系统。

       Lake Shore公司推出了7600系列、7700A系列和9700A系列。可满足不同用户的需求。它们的主要区别在于磁场，阻值范围的不同。用户可根据需要选择。

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