[发明专利]测量霍尔效应的装置和方法

说明书

                           技术领域

本发明涉及一种用于测量霍尔效应的装置和方法，尤其涉及一种用于在向样品施加磁场的同时测量样品的霍尔效应的装置和方法，其中样品座(holder)设立在绝热材料做成的样品容器中，测量霍尔效应的霍尔器件固定到样品座，并且将配置有永磁体的永磁体支架(supporter)与样品座连接。另外，本发明还涉及一种用于通过简单地向样品容器中注入液氮而对设置在样品容器中极低的温度环境下的样品测量霍尔效应的装置和方法。

                           背景技术

一般地，霍尔器件是一种用于利用霍尔效应校准/检测或计算磁场或电流的器件。霍尔器件利用锗(Ge)、锑化铟(InSb)和砷化镓(GaAs)制成薄片的形式，上述这些材料具有较大的霍尔系数和较小的温度系数。

如果把一种导体或半导体放置在感应磁场中垂直于电流流动的方向上，则由于在垂直于电流和磁场的方向上产生的电位差(霍尔电压)而产生电流流动。这种现象被称作霍尔效应。由于磁场的存在，反映了导体或半导体中的载流子(电子或空穴)浓度，由此产生霍尔电压。

通常，为了用常规的测量装置测量霍尔器件中的霍尔效应，把样品设置在专门设计的真空容器或能够包含液氮的冰箱中，并且还采用大尺度的电磁铁。

然而，常规的测量装置具有下列缺点。

首先，因为需要专门设计的真空容器或冰箱以及大尺寸的电磁铁，所以设备的投资成本非常高。

其次，因为包含在装置中的元件尺寸很大，所以执行测量的过程非常困难和复杂。

第三，因为利用一个探头给样品施加恒定电流并再测量霍尔电压，所以装置的尺寸变大。另外，难以在不同的设备中使用同样的样品和执行连续的测量，导致测量时间的增加。

                           发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种用于测量霍尔效应的装置和方法，该装置和方法能够通过提供简单结构的装置而显著地降低设备的投资成本。

本发明的另一目的在于提供一种用于测量霍尔效应的装置和方法，该装置和方法能够以简单易行的方式测量样品的霍尔效应。

本发明的另一目的在于提供一种用于测量霍尔效应的装置和方法，该装置和方法能够连续地测量多个样品的霍尔效应。

根据本发明的一个方面，提供一种测量霍尔效应的装置。该装置包括：将样品设置其上的样品座；配置有样品座的样品容器；永磁体支架，在该支架中彼此面对地设立一对永磁体，永磁体支架可接可拆地连接到样品容器，使得样品定位于一对永磁体之间；和霍尔电压测量装置，用于向样品施加电流并测量从样品输出的霍尔电压。

最好样品容器具有一个用于供给热交换材料的热交换材料供应孔。

另外，样品座是一个能够安置多个样品的IC插座。

作为一个实例，样品容器包括：一个顶壳，样品座安装其上；和一个与顶壳连接的底壳。此处，底壳的下表面一部分由基座支承。基座有一对从基座的一端延伸并位于底壳下表面其余部分以下的导轨。导轨导引永磁体支架的移动。

永磁体支架包括：一对固定部件，一对永磁体到固定其上；和一个连接到固定部件并同时保持固定部件之间恒定间隙的连接部件。

底壳包括一种形成在其内表面上的绝热材料。

或者，样品容器包括：一个顶盖，样品座安置其上，并且热交换材料供应孔形成其中；一个具有用于容纳热交换材料的收容空间的热交换材料容器；一对设立在热交换材料容器两侧的导板；和一个用于支承热交换材料容器和一对导板的基座。

在上述装置中，永磁体支架在基座上移动，将热交换材料容器密闭在一对导板之内。

热交换材料容器由绝热材料组成。

样品容器可以选择性地包括一个横断收容空间并与收容空间底表面相隔预定距离地形成的阻挡肋片。

另外，样品容器可以包括一种插在收容空间内部的U形绝热材料，U形绝热材料有一端与热交换材料供应孔连通，另一端上放置样品。