霍尔效应的应用及其展望

霍尔效应是1879年美国物理学家霍尔读研究生期间在做研究载流子导体在磁场中受力作用实验时发现的。本文阐述了霍尔效应的原理及其在霍尔效应研究领域与应用领域的展望。     

基于示波管的霍尔效应实验设计

<正>传统的霍尔效应实验多采用半导体作为霍尔元件进行实验,但是不能直观动态地显示内部电子的受力运动过程。基于示波管的霍尔效应实验设计通过改装示波管,外加磁场,测量所产生的霍尔电压以及观察示波管的荧光屏上电子亮点的移动来直观、动态地验证霍尔效应。结果表明,所测霍尔电压和荧光屏上电子亮点的移动规律符合霍尔效应原理,成功验证霍尔效应。     

探究霍尔片在不同介质中的影响

霍尔片是霍尔元件中的磁传感器,是感受磁场的元件;介质对磁场的吸收和阻尼作用都很小,一般的霍尔效应仪器都采用裸露霍尔片的形式制造,各种离子、带电粒子会受到霍尔电压的影响,会向霍尔片聚集,从而影响在霍尔片形成的霍尔电压;不同的介质,含有的带电粒子不一样,电导率也不一样,因此,不同介质对用霍尔片测量磁场的影响也是不一样的。     

霍尔传感器的应用

霍尔元件是一种基于霍尔效应的磁传感器.已发展成一个品种多样的磁传感器产品族,并已得到广泛的应用.文章简要介绍其工作原理,产品特性及其典型应用.     

退相干对量子自旋霍尔效应的影响研究取得新进展

物理所凝聚态理论与材料计算实验室研究员谢心澄、孙庆丰和博士生江华、成淑光在前期的工作基础上,进一步研究了退相干对量子自旋霍尔效应的影响。他们把退相干分成两类来考虑：一类是普通退相干,即载流子仅仅丢失位相记忆,但保留自旋记忆：另一类是自旋退相干,即载流子既丢失位相记忆也丢失自旋记忆：     

螺线管轴向磁感应强度测定与分析

本文在霍尔效应的理论基础上,利用对称测量法测定了螺线管轴向磁感应强度分布。实验数据分析表明该测量方法相对误差小,霍尔元件灵敏度高;同时验证了螺线管中心处霍尔电压与工作电流之间的线性关系,通过拟合得到两者的线性方程,通过MATLAB编程对磁感应强度实验值进行分段指数函数拟合,得到相应的函数表达式。     

利用霍尔效应设计高精度电子弹簧秤的实验

将霍尔元件应用于微小质量测量,设计并制作出高精度的霍尔式电子弹簧秤。利用霍尔元件在均匀梯度磁场中霍尔电压与微小位移有良好线性关系的原理,通过测得的霍尔元件的灵敏度和轻质弹簧的劲度系数,可通过电压表示数换算出待测物的质量,操作简单,精度较高。     

基于ES3144霍尔传感器的电机测速应用

在高校理工科“大学物理学”教学中,霍尔效应是一个比较重要的物理现象,基于霍尔效应的器件在工业与家电中应用十分广泛。为使学生更深刻地理解霍尔效应,熟悉其相关器件的应用,该文介绍了利用ES3144霍尔传感器进行电机测速的设计方案、工作原理。     

基于ES3144霍尔传感器的电机测速应用

在高校理工科"大学物理学"教学中,霍尔效应是一个比较重要的物理现象,基于霍尔效应的器件在工业与家电中应用十分广泛。为使学生更深刻地理解霍尔效应,熟悉其相关器件的应用,该文介绍了利用ES3144霍尔传感器进行电机测速的设计方案、工作原理。     

我国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应

由清华大学薛其坤院士领衔,清华大学、中科院物理所和斯坦福大学的研究人员联合组成的团队在量子反常霍尔效应研究中取得重大突破,他们从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。130年多前,美国物理学家霍尔先后发现了霍尔效应和反常霍尔效应,1980年     

基于霍尔元件的电磁场检测

介绍了霍尔元件的基本原理及电磁检测的基本方法,采用恒流源输入作为激励电流,使传感器的输出只由磁场的强度来决定.通过检测电路的原理总结与扩展,更全面的认识霍尔元件的检测性能,包括了霍尔元件的原理介绍,测量方法与电路,补偿电路.通过补偿电路来减小外界条件对测量的影响,保证测量的线性度,使得到的结果更准确一些.     

基于霍尔传感器的直流电机测速系统研究

霍尔传感器是利用霍尔效应实现磁电转换的一种传感器,它具有灵敏度高、线性度好、稳定性高、体积小和耐高温等特点,在机车控制系统中占有非常重要的地位。     

固体材料中的自旋轨道耦合效应

固体中的电子天然具有自旋和轨道自由度。近年来,随着自旋电子学以及拓扑材料领域的迅猛发展,由自旋轨道耦合效应引起的新奇物理现象越来越受到人们的广泛关注。比如,磁晶各向异性、自旋霍尔效应、反常霍尔效应以及各种拓扑绝缘体等,它们为未来的高密度存储以及低损耗的量子计算提供可能的实现方案。本文介绍了自旋轨道耦合作用的起源以及其在固体材料的体系,为进一步分析和理解固体材料中和自旋轨道耦合及其相关的新奇物理效应提供理论指导。     

霍尔效应传感器教学实验装置设计

霍尔效应是微电子领域一个重要的物理现象,基于霍尔效应开发的霍尔器件在工业、交通、科学研究中具有广泛的应用价值。在工程应用研究和大学相关专业的实践教学中,采用优良的技术方法和手段非常重要。文章研究开发一种霍尔传感器实验装置,能够按照函数发生器产生的波形生成对应的磁场形态,使磁场形态丰富多种,利于全面观察霍尔传感器;结合示波器可以更形象、直观、全面的观察分析霍尔传感器的输出特性;操作简单、使用方便、观测内容全面;为工科院校中相关专业的实验教学提供了一种有效的实验手段和方法,有利于培养学生开拓性思维和工程应用能力。在工程应用方面也是一种高效的开发实验工具。     

科研进展

物理所等"量子反常霍尔效应"研究取得重大突破由中科院物理所和清华大学物理系的科研人员组成的联合攻关团队,经过数年的不懈探索和艰苦攻关,最近成功实现了"量子反常霍尔效应"。这是国际上该领域的一项重要科学突破,其从理论研究到实验观测的全过程,都是由我国科学家独立     

集成霍尔传感器灵敏度与1/f噪声的相关性研究

本文根据器件中热磁涨落和载流子缺陷辅助隧穿势垒的1/f噪声产生机理,推导了集成霍尔传感器的1/f噪声、缺陷和灵敏度的相关性模型。实验结果表明:当外加磁场是恒定的,集成霍尔传感器的电1/f噪声幅度和灵敏度都取决于传感器中缺陷数量,传感器中缺陷越少,该器件的噪声越小、灵敏度越高;当电场强度不变时,传感器磁1/f噪声与灵敏度都取决于传感器中的磁畴翻转,磁畴翻转越多,磁1/f噪声幅值越大,传感器灵敏度越小。实验结果与理论吻合良好。该结果为集成霍尔传感器中1/f噪声对灵敏度的影响提供了一种有效的评估方法。     

科技动态

<正>中国科学家首次发现量子反常霍尔效应由清华大学教授薛其坤领衔、清华大学物理系和中科院物理所联合组成的实验团队从实验上首次发现量子反常霍尔效应。这是中国科学家从实验上独立观测到的一个重要物理效应,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁更是直言不讳地将这一成果称为"这是第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文"。     

基于PIC16F72单片机无刷直流电机控制器设计

随着人们生活水平的提高和现代化生产、办公自动化的发展,家用电器、工业机器人等设备都越来越趋向于高效率化、小型化及高智能化,作为执行元件的重要组成部分,电机必须具有精度高、速度快、效率高等特点,无刷直流电机的应用也因此而迅速增长,本设计是通用无刷电机的控制器设计,以PIC16F72单片机为控制电路,单片机采集比较电平及电机霍尔反馈信号,通过软件编程控制无刷直流电动机,实验表明具有较好的参考价值。     

节流调速回路中多执行元件匹配性研究

本文论述了在采用定压节流调速回路的液压系统中,多液压执行元件间由于外负载、节流效应和执行元件几何参数等方面的影响而产生的匹配性问题。     

正方形载流线圈磁场测量仪的设计与制作

在制作特殊形状的载流线圈时材料的选择尤为重要,不同的材料对于磁场的大小有很大影响。本文主要探究在制作载流线圈过程中材料对于产生的磁场的影响,以及控制霍尔元件在空间上移动的平台设计。