霍尔效应理论发展过程的研究

以霍尔效应的发展过程为线索,从不同种载流子的经典霍尔效应的出发,系统阐述了霍尔效应的原理、反常霍尔效应、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应以及自旋霍尔效应理论的发展过程,同时介绍了我国在这方面研究的最新进展.     

霍尔效应理论发展过程的研究

以霍尔效应的发展过程为线索,从不同种载流子的经典霍尔效应的出发,系统阐述了霍尔效应的原理、反常霍尔效应、整数量子霍尔效应、分数量子霍尔效应以及自旋霍尔效应理论的发展过程,同时介绍了我国在这方面研究的最新进展.     

电趋肤效应与电子能态关系的研究

用电磁学理论结合凝聚态物理学理论研究了电趋肤效应问题,它包括处于静电平衡状态下的导体上的感应电荷分布在导体的外表面上、交流电流的趋肤效应和超导电流的趋肤效应.分析指出,电趋肤效应是由于电子在晶格势场中能态升高,其载体内部不存在容纳这种处于高能态电子的能级,从而表现出趋肤效应.     

正向衰减电压与载流子寿命的关系

本文研究了不同结构工艺参数的电力半导体器件正向衰减电压与器件在大注入、中注入、小注入条件下,体内载流子有效寿命的关系。为在各种不同注入水平下载流子寿命的测试与分析提供了理论和实验依据。     

室温下金属铝膜的霍尔效应初步研究

采用真空蒸发镀膜法制备了金属铝薄膜,在室温下,用四探针法测量了样品的电阻率和霍尔系数。结果表明,制成的金属铝膜,电阻率由块体材料的10^-8Ω·m 增大到薄膜样品的10^-5Ω·m;霍尔系数由块体材料的10^-11m³/C数量级左右增大到10^-4m³/C数量级;电阻率和霍尔系数随着金属铝膜厚度的减小而逐渐增大。     

半导体中载流子漂移速度与任意场强的一种解析关系

本文考虑在单谷能带半导体中,均恒电场对载流子分布函数的影响,采用平均自由程与载流子能量分布为玻耳兹曼分布的假设,在此基础上作相应的非简并态的经典统计,得到任意场强下漂移速度的极为简洁的_d(ε)表达式.该表达式对应的_d(ε)曲线与已知的精密测量的实验曲线吻合良好.     

固体材料中原子核外价电子能态变化研究

研究了改变材料中价电子能态的方式问题,结果表明,温度、材料体积、外场和掺杂是改变材料内价电子能态的四种方式,指出,材料体积对价电子能态的影响主要表现在0 K时能带的形成;温度和外场对价电子能态的影响,主要体现在对价电子轨道运动能量的影响上;掺杂改变了晶格势场的分布,从而改变了价电子在晶格势场中的电势能,改变了价电子的能态.     

处于静电平衡状态导体上的电势与导体内部自由电子能态关系研究

讨论了热运动与导体内自由电子能态的关系和导体处于静电平衡状态时内部自由电子能态问题,认为,传统物理学中关于＂导体内自由电子的热运动能量＂是一种不确切的提法,实际上,电子把从外界吸收的热能转化成了在晶格势场中的电势能。证明了处于静电平衡状态的导体,其内部自由电子处于相同的能量状态,给出了等势体物理意义的说明。给出了一种测量导体内自由电子之间相互作用库仑斥力势能的一种方法。     

N型硅单晶霍尔系数与应力关系的研究

本文针对n型硅单晶,在常温下进行霍尔效应实验,研究了霍尔系数与压缩应力的关系。研究结果表明,样品的霍尔系数绝对值随着作用于样品压缩应力的增加而减少。应力增加一个数量级,霍尔系数绝对值的相对变化小于10%。其与应力的变化关系似乎不是完整的线性关系。在应力方向和电流方向沿〈111〉晶向时,沿不同晶向加磁场,霍尔系数的变化情形几乎没有多大改变。本文还对实验结果作了理论上的定性解释。     

电势差与价电子能态关系研究

根据电相互作用原理,从微观角度分析了霍尔电势差,导体、绝缘体和半导体两端电势差产生的机理.认为在外电场的作用下价电子吸收外电场能量,并将其转化为晶格势场中的电势能,从而导致价电子在晶格势场中的电势降落(价电子远离原子核),因此,在霍尔元件上垂直于外电场方向上存在霍尔电势差,导体、绝缘体、半导体两端的电势差都是沿外电场方向所有价电子在晶格势场中的电势降落的总和.同时首次给出了空穴形成的物理图象:价电子由电负性弱的原子向电负性强的原子转移形成空穴.也首次给出了反映晶体各向异性的方法——测量非外电场方向绝缘体、半导体两点之间的电势差.     

霍尔效应法测磁场实验的探讨

针对霍尔效应法测磁场实验教学中发现的学生测量数据误差的问题,分析了实验中各种可能的误差来源,使学生对该实验误差来源更清楚。同时指出了减小误差的相应措施,以便更好地服务于教学。     

磁场补偿式霍尔电流传感器

本文根据麦克斯韦电磁场理论,分析了霍尔电流传感器的原理,并介绍了一种磁场补偿式霍尔电流传感器。     

霍耳效应实验分析

对霍耳效应测量磁感应强度的实验原理作了分析,讨论了外界定向干扰磁场对实验的影响、指出在实验教学中,相邻霍耳效应测量仪摆放距离宜大于等于2.5m才能忽略相互干扰.     

在晶格场和Aharonov-Bohm势场中的电子能级的计算

对于一个二维模型体系 ,采用WKB近似方法计算了金属层中电子在晶格场和Aharonov Bohm势场 (以下简称A B势场 )中的能级。得出的束缚态能级表达式中 ,包含了与A B势的磁通有关的量 ,表明层状模型中金属层厚度很小时 ,能级中存在量子边界和量子尺寸效应的影响     

恒定电流密度分布与霍耳电场

研究了恒定电流场中电流密度沿导体径向的分布和霍耳电场产生的机理及作用,结果表明,沿径向载流子密度增大、载流子定向运动速度增大,载流子在晶格势场中的能态逐步升高;无论在载流的导体内还是在处于超导载流态的超导体内都存在着径向的霍耳电场;霍耳电场的存在是载流子力学平衡的必备条件,霍耳电场关于径向的线积分是载流子在晶格势场中能量增量的量度.霍耳电场与电流磁场的坡印亭矢量表示了电流能量的传输方向,同时证明了焦耳热来源于载流子在晶格势场中的能态变化——从高能态向低能态跃迁,它可以用导体内的轴向电场和电流磁场的坡印亭矢量来表示,导体外表面附近的电场来源于载流子的运动状态变化,而不是直接来自于电源.用处于载流超导态的超导体不存在轴向电场的事实,说明了载流导体内的轴向电场并不是稳定分布的电荷产生的.     

铁磁性凝聚体中的几何霍尔效应

采用含时变分法,通过数值模拟系统的动力学,研究了铁磁性凝聚体中的几何霍尔效应.结果表明在铁磁性系统中的几何霍尔效应显著比在反铁磁性中的弱.     

利用霍尔元件测量空心铜管的线膨胀系数

膨胀系数用于表征固体材料的物理属性,具有广泛的科研和实践意义.为了减少物理量的测量个数、提高测量精度,根据霍尔元件在梯度磁场中的位移与霍尔电压的线性关系,提出了一种新的利用霍尔元件测量空心铜管线膨胀系数的实验方法.通过该方法测得一定温度范围内（20.6℃-70.6℃）空心铜管的线膨胀系数为1.6747×10-5/℃,与理论值1.67×10-5/℃相比,相对误差仅为0.27％,表明该测量方法具有较好的理论与实际应用价值.