摘 要：本文以霍尔效应为中心，介绍了经典霍尔效应和量子霍尔效应，通过其发展历程及原理说明了霍尔效应在实际中的应用，并以此展望了应用的发展前景。

毕业论文关 键 词：霍尔效应，量子霍尔效应，霍尔效应的应用75789

Abstract：This Based on hall effect as the center, this paper introduces the classic hall effect and the quantum hall 。Through the development and principle of hall effect and it illustrates the practical application and prospects the development of the application。

Keywords：Hall effect, Quantum Hall effect, The application of hall effect

目录

1  引言3

2  霍尔效应及其发展历程3

2。1  经典霍尔效应3

2。2  整数量子霍尔效应4

2。3  分数量子霍尔效应4

3  霍尔效应的应用5

3。1  日常生活中的应用5

3。2  工程技术中的应用6

3。2。1  测量半导体特性6

3。2。2  测量磁场强度7

3。2。3  磁流体发电7

3。2。4  电磁无损探伤8

3。2。5  霍尔传感器8

4  霍尔效应的最新研究进展及其应用前景9

总结11

参考文献12

致谢13

1 引言

霍尔效应作为一种磁电效应,它是1879年由美国物理学家霍尔( E。 H。 Hall)发现并以此命名的，这种效应和传统的感应效果完全不同。由于霍尔效应在半导体中特别显著,因此现在有许多各种用半导体材料制作成的霍尔元器件,这也使得霍尔效应得到了广泛应用。近现代以来,由于新型半导体材料以及低维物理学的发展，同时使用新的极端物理条件(超低温度、超强磁场等) ,使得凝聚态体系中的磁现象研究取得了突破性的进展。本文系统的介绍了经典霍尔效应和量子霍尔效应，通过其发展历程及原理同时说明了霍尔效应在实际中的应用，并以此展望了应用的发展前景。

2 霍尔效应及其发展历程

当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向就产生了一附加电场，此时导体的两端产生了电势差，此现象就是霍尔效应，这个电势差被称为霍尔电压。

2。1 经典霍尔效应

1879年24岁的霍尔（E。H。Hall）在美国的Johnson Hopkins大学攻读研究生，在实验中发现将一载流导体板放在均匀磁场中，让磁场方向和电流方向相互垂直，则在如图1导体板两侧ab就会出现横向电势差，此现象第一次由霍尔发现，所以就被称为霍尔效应，产生的电势差被称为霍尔电压[1]，霍尔效应其最基本原理就是运动电荷在磁场中受到洛伦兹力。经试验与测试，得出霍尔电压公式：

       U=K·IB/d            文献综述

即霍尔电压U与电流I及磁感强度B都成正比例关系，与板的厚度d成反比例关系。 (1)式中，K=1/nq为霍尔系数，这是由导体材料的性质所决定的。

2。2 整数量子霍尔效应

经典霍尔效应发现约1个世纪后的1980年，德国物理学家冯•克利青与他的合作者在实验室研究硅-金属氧化物半导体场效应管（Si-MOSEFET）时发现在极低温1。5K和强磁场18T条件的作用下，Si-MOSFET 的霍尔电阻并不随磁感强度的增大按线性关系变化，而是作台阶式的变化，如图2 电阻平台的高度与所测物质特性无关，是按 h/e²的分数量子化的:

     RH=h/ie²      (i=1,2···整数)                               （2）