JH50變溫教學霍爾測試系統
概述:
本系統由JH50變溫教學霍爾測試系統、TESK301控溫儀、液氮恒溫器和轉向磁體四個部分組成,可完成在不同溫度條件下測量霍爾片樣品霍爾效應的教學實驗。該系統可與計算機連接,配合相應的軟件實現計算機實時數據采集,也可配合我公司其他設備使用。
本儀器系統由可換向永磁磁鐵、T9015W變溫恒溫器、TESK301控溫儀、JH10霍爾效應儀等組成。本儀器用于霍爾效應及其應用、載流子類型、載流子類型轉變的演示和學生實驗。也可使用恒溫器內預留的樣品引線,安裝上用戶樣品,用于科學研究;例如變溫磁阻、超導、電阻溫度特性、變溫光電或變溫磁光(需另購帶光學窗口的尾套)等。具有用途廣、造價低、使用方便等特點。為本儀器系統專門研制的JH10霍爾效應儀(以下簡稱JH10表)將恒流源、四位半微伏表及霍爾測量中復雜的切換繼電器——開關組合成一體,大大減化了實驗的連線與操作。JH10還可單獨做四位半數顯恒流源和微伏表使用。
主要技術指標:
磁 場:大于3900高斯
樣品電流:10納安~199.99毫安
測量電壓:1微伏~19.999伏
測溫 *小分辨率:0.01K
測溫誤差:<0.5K
變溫范圍:80~320K
恒溫器液氮容量:450毫升
系統的安裝與連線:
用戶收到貨物后,經開箱檢驗無明顯運輸損傷后即可開始安裝調試。先將永磁磁鐵放置在工作臺上,再將恒溫器插入永磁磁鐵正中的孔中。實驗時實驗者將可換向永磁鐵的不銹鋼座平放在工作臺上,頂部長圓滑動孔橫置在實驗者左前方,轉動中間黑色的磁體,使上面的商標面對實驗者。此時磁場方向與商標垂直,N極在靠近實驗者一邊,S極在對面。將中間黑色的磁體轉動180°即可使磁場反向。將恒溫器在長圓滑動孔中向左滑動平移就可以將樣品移到無磁場區(qū)域。
將恒溫器與控溫儀及JH10表用專用信號電纜連接,將JH10表的電壓表量程置于20伏檔,電流源置于2毫安檔,插接上儀器電源線并打開電源供電。為防止漏電傷人,所用電源要有可靠的專用地線。供電后如果控溫儀的輸出指示燈亮,溫度將持續(xù)上升,可通過面板更改設定溫度,以調低設定溫度。如果溫度失控,請立即斷電重新啟動控溫儀,如果故障現象重復出現,請聯系北京錦正茂。
測試樣品:
本儀器中的樣品:
1號樣品(S1):美國Lakeshore公司HGT-2100高靈敏霍爾片,
*大工作電流≤10 mA,室溫下的靈敏度為 55-140 mV/kG
2號樣品(S2):客戶可以按照接線定義,安裝自己的樣品。
儀器使用與實驗方法:
(1)磁場的標定
系統中的S1為已在室溫下標定過的霍爾探頭,在室溫下用開關選擇樣品S1,并使恒溫器位于可換向永磁磁鐵的中心,恒溫器真空抽口垂直于標簽面。開機后快速將恒流源輸出調到 mA,此時JH10表的微伏表電壓讀數即為磁場的特斯拉數。此時的JH10相當于一臺探頭裝在恒溫器冷指上的高斯計,可用來測空間磁場。霍爾探頭 *大電流不能超過10mA!
(2)室溫下的霍爾測量
將19芯電纜與恒溫器連接好,樣品開關選擇樣品S2,調整樣品電流到10.00mA,開機預熱半小時。測量時,將恒溫器放置在磁場正中心,按下開關VH,測霍爾電壓VH1,如果電壓較小,改到2V或200mV檔;為了確保磁場垂直于樣品,應該用雙手各扶左右支撐板,微轉黑色方鐵軛磁路,使VH *大。按電流換向開關,測VH2;將黑色的永磁磁體轉180°后再測VH3;電流換向,測VH4;將恒溫器水平左移,使樣品處的磁場為0,按VM開關,測VM1;按電流換向開關,測VM2。按VN開關,測VN1;按電流換向開關,測VN2。
(3)變溫測量
取出恒溫器中心桿,注入液氮(依測量點的多少決定加液氮量),具體注意事項請參見T9015W低溫恒溫器使用說明書。如不想從80K低溫測起,可先將控溫設定在270K,再加液氮并及時插入中心桿,進行較高溫度的控溫
實驗??販貢r順時針轉動中心桿至 *低位置,再回旋約180°~720°即可通過控溫儀設定控溫了。等溫度控制穩(wěn)定后,重復測量過程2,測得此溫度點的各項霍爾參數。改變設定溫度,測另一個溫度點的霍爾參數。中心桿旋高則冷量增大,適于快速降溫和較低溫度的實驗??販鼐扰cPID參數有關,請適當調整中心桿高度,以提高不同溫區(qū)的控溫精度。
(4)**注意事項
①經常檢查并保證儀器電接地正常。
②濕手不能觸及過冷表面、液氮漏斗,防止皮膚凍粘在深冷表面上,造成嚴重**!灌液氮時應帶厚棉手套。如果發(fā)生**,請立即用大量自來水沖洗,并按**處理傷口。
③實驗完畢,一定要擰松、提起中心桿,防止中心白色的聚四氟乙烯塞子因熱膨脹脹壞恒溫器。