物理实验霍尔效应的研究如何确定导电类型

物理实验霍尔效应的研究如何确定导电类型

1）厄廷好森（Etinghausen）效应引起的电势差UE。由于电子实际上并非以同一速度v沿y轴负向运动，速度大的电子回转半径大，能较快地到达接点3的侧面，从而导致3侧面较4侧面集中较多能量高的电子，结果3、4侧面出现温差，产生温差电动势UE。可以证明UE∝IB。容易理解UE的正负与I和B的方向有关。

（2）能斯特（Nernst）效应引起的电势差UN。焊点1、2间接触电阻可能不同，通电发热程度不同，故1、2两点间温度可能不同，于是引起热扩散电流。与霍耳效应类似，该热扩散电流也会在3、4点间形成电势差UN。若只考虑接触电阻的差异，则UN的方向仅与B的方向有关。

（3）里纪-勒杜克（Righi-Leduc）效应产生的电势差UR。上述热扩散电流的载流子由于速度不同，根据厄廷好森效应同样的理由，又会在3、4点间形成温差电动势UR。UR的正负仅与B的方向有关，而与I的方向无关。

（4）不等电势效应引起的电势差U0。由于制造上的困难及材料的不均匀性，3、4两点实际上不可能在同一条等势线上。因而只要有电流，即使没有磁场B，3、4两点间也会出现电势差U0。U0的正负只与电流I的方向有关，而与B的方向无关。

综上所述，在确定的磁场B和电流IS下，实际测出的电压是霍耳效应电压与副效应产生的附加电压的代数和。人们可以通过对称测量方法，即改变IS和磁场B的方向加以消除和减小副效应的影响。在规定了电流IS和磁场B正、反方向后，可以测量出由下列四组不同方向的IS和B组合的电压。即：

＋B，＋IS：U1＝ UH＋UE＋UN＋UR＋U0

＋B，－IS：U2＝－UH－UH＋UN－UR－U0

－B，－IS：U3＝ UH＋UE－UN－UR－U0

－B，＋IS：U4＝－UH－UE－UN＋UR＋U0

然后求U1，U2，U3，U4的代数平均值得：

UH＝1／4（U1－U2＋U3－U4）－UE

通过上述测量方法，虽然不能消除所有的副效应，但考虑到UE较小，引入的误差不大，可以忽略不计，因此霍耳效应电压UH可近似为

UH＝1／4（U1－U2＋U3－U4）（19－6）