[发明专利]使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系统

权利要求书

1.一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系统，它包括：标准霍尔 板样品(101)、接线盒(102)、低温杜瓦(103)及温控装置(104)、磁体(105)及磁控 装置(106)、1号锁相放大器(107)、2号锁相放大器(108)、电流源(109)、反向截 止电路(110)、电压源(111)、GPIB控制卡(112)、计算机(113)，其特征在于：样 品(101)放置在低温杜瓦(103)中，处于磁场区域内；温控装置(104)与低温杜瓦 (103)连接；磁体(105)置于低温杜瓦(103)中或者低温杜瓦(103)外，磁控装置(106) 与磁体(105)相连；样品(101)-H电极通过引线与接线盒(102)各个端口相连； 通过接线盒(102)端口，电压源(111)与样品(101)B-E电极或H-E电极连接，反 向截止电路(110)输出端与A-E电极连接；通过接线盒(102)端口，1号锁相放大 器(107)信号输入端与C-D电极连接，2号锁相放大器(108)信号输入端与C-G 电极连接，或者1号锁相放大器(107)信号输入端与F-G电极连接，2号锁相 放大器(108)信号输入端与F-D电极连接；1号锁相放大器(107)参考信号输出 端与2号锁相放大器(108)的参考信号输入端相连，同时1号锁相放大器(107) 参考信号输出端也与反向截止电路(110)参考信号输入端相连；电流源(109)与 反向截止电路(110)直流电流输入端相连；磁控装置(106)、电压源(111)、电流 源(109)、1号锁相放大器(107)和2号锁相放大器(108)都通过GPIB卡(112)与计 算机(113)相连。

2.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的低温杜瓦(103)内有样品室，磁体放置位置，制冷装置 或制冷液体，加热装置；低温杜瓦(103)配备温控装置(104)，能够独立调整或 保持样品室的温度。

3.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的磁体(105)为电磁铁，由磁控装置(106)控制，磁控装 置(106)带有GPIB接口。

4.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的1号锁相放大器(107)和2号锁相放大器(108)都能测 量电压，都带有内部振荡器和GPIB接口。

5.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的电流源(109)为直流源，带有GPIB接口。

6.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的反向截止电路(110)输入直流电流和交流电压信号，输 出与交流电压信号同频率且相位差恒定的交流电流。

7.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：所说的电压源(111)为直流电压源，带有GPIB接口。

8.根据权利要求1所述的一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量系 统，其特征在于：计算机(113)为测量的控制中枢，GPIB卡(112)为计算机(113) 提供GPIB总线，计算机(113)通过GPIB总线与磁控装置(106)、1号锁相放大 器(107)、2号锁相放大器(108)、电流源(109)、电压源(111)进行通信。

9.一种使用锁相放大技术的自动化磁输运测量方法，其特征在于：它具 有如下计算机自动控制测量过程：

a、栅压磁场扫描过程：测量开始；输入测量参数，检查参数正确性；初 始化仪器；控制电流源(109)输出电流，电流值存入内存；一级循环开始；控制 电压源(111)输出电压，电压值存入内存；控制磁控装置(106)扫描磁场，两个 并行的二级循环开始；一个二级循环从磁控装置(106)，1号锁相放大器(107) 和2号锁相放大器(108)读取测量数据并存入队列，另一个二级循环从队列取出 数据，实时显示和存入内存；磁场扫描完成后，两个二级循环结束；将内存中 保存的数据写入数据文件，清空内存；如所有栅压点测量完成则一级循环停止， 否则重新开始一级循环；控制仪器进入待机状态；测量结束；

b、磁场栅压扫描过程：测量开始；输入测量参数，检查参数正确性；初 始化仪器；控制电流源(109)输出电流，电流值存入内存；一级循环开始；控制 磁控装置(106)输出固定磁场，磁场强度存入内存；两个并行的二级循环开始； 一个二级循环控制电压源(111)输出电压，从1号锁相放大器(107)和2号锁相 放大器(108)读取测量数据，电压值和测量数据存入队列，另一个二级循环从队 列取出数据，实时显示和存入内存；所有栅压点测量完成后，两个二级循环结 束；将内存中保存的数据写入数据文件，清空内存；如所有磁场点测量完成则 一级循环停止，否则重新开始一级循环；控制仪器进入待机状态；测量结束。